SPECT/CT融合显像在肿瘤骨转移诊断中的应用进展

吴蓓 宋其韬 龙雷 冯思源 邢拓

骨骼是恶性肿瘤转移的常见部位，仅次于肺和肝脏[1]。任何肿瘤都可以发生骨转移，并且部分肿瘤会以骨转移瘤作为首发表现形式，接近10%的骨转移瘤无法明确原发灶[2]。对晚期癌症患者而言，不仅骨转移的风险增高，发生骨转移后还会引起骨质破坏及疼痛，甚至缩短患者的生存时间。因此，骨转移瘤的早期定位、定性影像诊断对恶性肿瘤的分期、治疗方案的拟定及预后具有极其重要的意义[3]。放射性核素骨显像是目前公认的诊断肿瘤骨转移最有效的方法，99m锝-亚甲基二磷酸盐（99mTc-MDP）全身骨显像作为检测骨转移瘤的首选方法已被临床广泛应用，其对肿瘤骨转移的检测敏感度高，特异性低[4]。单光子发射计算机断层扫描（SPECT）/X线计算机体层摄影（CT）融合骨显像逐渐普及[5]，其在恶性肿瘤骨转移诊断中具有较大优势，可有效提高骨骼病变诊断的准确性[6]。

1 肿瘤骨转移的临床表现及发病机制

恶性肿瘤出现骨转移后，容易出现骨相关事件，骨转移早期较为隐匿，且无临床症状。随着病情发展至晚期才出现骨痛、病理性骨折等表现，严重影响患者的生活质量及生命[7，8]。其中脊柱骨转移是肿瘤骨转移中较为特殊的一种，因脊柱功能和结构的关系，此类骨转移发生后脊髓及脊神经会形成压迫。如果脊髓压迫过于严重，则可能会导致下肢瘫痪或四肢瘫痪，也可能丧失二便功能，影响患者的生活质量。同时，当发生骨转移后，还会增加一系列并发症，危害较大。肿瘤骨转移的机制主要包括：肿瘤细胞发生迁移，直接侵袭骨骼组织；转移瘤栓子容易在富含红骨髓的骨骼处进行生长繁殖，从而侵及骨骼而发生转移，转移的肿瘤细胞会与受累骨骼之间发生相互反应，导致肿瘤细胞在骨骼中繁殖并生长，形成骨转移。

肿瘤骨转移是骨骼系统发病率最高的恶性肿瘤。骨转移与肿瘤转移、骨骼富含生长繁殖条件等有关。同样，原发灶的不同也会影响骨转移部位和表现，其中肺癌、乳腺癌发生骨转移多数以胸椎常见，肝癌和鼻咽癌则主要在腰椎部位出现骨转移，骶椎骨转移常见于前列腺癌患者。肿瘤骨转移发生后如果能早期发现并治疗，能够有效提升患者的生存质量，延长生存时间。

2 医学图像融合技术的发展

在临床诊断中，影像学技术一直是最佳的辅助手段之一。因为解剖结构图像（如CT、MRI、B超等）与功能图像（如SPECT、PET等）在诊断中单独应用时特异性差，因此功能成像和解剖成像相结合是目前的发展趋势，逐渐形成了医学图像融合技术[9]，其整合了功能影像与解剖影像的优点，发展为“一幅图像多元表达”的图像融合技术[10]。该技术是不同图像空间配准后，形成全新的图像组合方式，同时将不同源图像囊括的信息凸显出来，涵盖单模融合、多模融合与模板融合多种形式，将图像信息综合展现，便于临床诊疗参考。

图像融合技术形成于90年代，之后逐渐发展，属于图像后处理技术之一。此技术的核心在于综合利用不同源成像设备获取信息后的融合展示，不仅能够根据实际需要取舍，保留图像中的“有用”部分，还能够在同一张融合后的图像上同时展示，为临床诊断参考提供了便利，也提升了诊断准确性。利用可视化软件实现图像的融合处理，有利于病变空间位置的确定、大小和几何形状的观察，同时也能够显示病灶与周围组织在空间上的关系，从而能高效地诊断疾病。此外，医学图像融合技术也可以用于手术计划制定、病理变化追踪及临床效果评价等方面，为其提供全面的信息参考，是医学影像学发展中重要的里程碑[11]。

3 SPECT技术的发展

肿瘤骨转移诊断中采用的SPECT技术近年来较常用，对肿瘤骨转移诊断效果较好，属于放射性核素骨显像技术，主要利用骨显像剂放射性核素锝-99m（Technetinum-99m，99mTc）标记的亚甲基二磷酸盐（MDP）等[12]，借助化学吸附效果附着于羟基磷灰石晶体表面，在有机质结合下与未成熟骨胶原结合后于骨骼内沉积，通过电光子发射型计算机进行断层扫描，观察骨骼内显像变化，从而实现对肿瘤骨转移的诊断[13]。主要是依据骨骼各部位聚集放射性药物的不同实现显像区分，聚集放射性药物不同与血流灌注量、代谢活跃度等有关。在发生肿瘤局部转移或全身转移时，骨骼的病理性改变会对骨组织血供、代谢等造成影响，且会干预成骨过程变化，从而表现出骨显像的异常。利用全身骨显像扫描范围广、敏感度高的特点，可实现对肿瘤骨转移的有效诊断[6]，其效果比传统X线更佳，且能比X线提早6个月发现早期骨转移[14]。

SPECT技术在诊断肿瘤骨转移时具有较高的敏感度。肿瘤骨转移的多发性、不规则异常浓聚，对平面骨显像诊断肿瘤骨转移具有重要的指导价值，可以通过这些特点结合SPECT检查结果确定是否发生肿瘤骨转移。但该技术在诊断肿瘤骨转移过程中的特异性差，如果患者存在骨损伤、骨退行性改变、骨质增生及炎性改变等，定性诊断会影响肿瘤骨转移的诊断结果，造成骨显像中呈现假阳性[15]。张婷等[16]报道99mTc-MDP全身骨显像在诊断肿瘤骨转移中误诊率为4.69%，漏诊率为5.78%，敏感度为94.22%，特异性为95.31%，诊断准确率为91.21%，其诊断作用明显优于CT，在该研究中SPECT诊断的特异性较高，可能与选取病例情况有关。SPECT断层骨显像在诊断肿瘤骨转移时可有效避免组织重叠的干扰，从而保证诊断中的识别分辨率，能够发现平面骨显像上隐匿的病灶，特别是溶骨性病灶。因此，漏诊率明显降低，诊断准确率更高。马成军等[17]在研究中针对强直性脊柱炎患者进行了SPECT全身骨显像检查，对SPECT检查结果进行分析，在诊断强直性脊柱炎时该技术具有较高的敏感度，并且可以一次性实现全身骨关节炎症及代谢状况的显示。该技术的这一全面性特点使其在临床中广泛应用，可实现对全身骨关节炎症与代谢的综合评价，有利于早期诊断肿瘤骨转移后的变化。

在肿瘤骨转移的诊断中，SPECT技术的应用效果可能与疾病情况、扫描方式等有关，也与组织干扰有关，这些因素的影响可能会导致SPECT全身骨显像技术的诊断效果不理想，因此也成为该技术逐渐被SPECT/CT融合显像取代的重要原因之一。

4 SPECT/CT融合骨显像技术的发展

SPECT/CT融合骨显像技术是医学图像融合技术中的典型代表，可发挥出SPECT与CT各自的优势，是骨代谢与CT同机融合显像，充分融合了骨代谢信息检测结果与CT同机影像结果，一次显像即可将功能、代谢情况与局部解剖信息同时呈现[18]。相比于传统的SPECT更容易定位病灶，解决了全身骨显像定位困难的问题，对于提升肿瘤骨转移诊断的敏感度具有显著优势[19]。同机融合CT成像利于确定病灶代谢异常范围，并且能够显示正常骨骼与病灶间的移行带宽窄、是否存在骨膜反应及病灶边缘清晰度等，可为骨转移诊断提供有力的参考依据。

但SPECT/CT融合骨显像技术与医学图像融合技术整体面临的问题一样，也存在一些难点，影响SPECT/CT融合骨显像技术的应用效果。首先，因成像系统之间的原理不同，采取图像的格式、方式、图像质量、空间与时间特性等都有明显差异性，因此融合显像的稳定性与精度仍有待提升。其次，能够正确理解SPECT/CT融合骨显像图像是该技术的重点之一，关键在于综合处理各种成像设备获取的信息，但融合显像已经属于全新的领域，如何充分利用检查结果的综合信息，还需要不断的实验和证明。最后，虽然SPECT/CT融合骨显像技术凸显出了图像融合的技术优势，但也因此存在一定的未知性影响，在图像融合时很多差异使融合后的图像不可能达到绝对的最优，因此，很难明确某种检测一定优于另一种，特别是融合图像，因此还应解决客观评价、比较融合性能标准带来的影响。

临床上常将SPECT/CT融合骨显像技术与SPECT全身骨显像技术作对照，因此了解两者在临床诊断中的应用进展，评价彼此之间的差异性，对进一步认识SPECT/CT融合骨显像技术及其在骨转移诊断中的作用，具有重要的参考价值。

5 SPECT/CT融合骨显像对肿瘤骨转移的诊断价值

SPECT/CT融合骨显像在SPECT的基础上增加了CT诊断的功能，可借助病变部位CT上的特征性征象对各种原发肿瘤进行诊断，属于代谢与解剖学图像融合形成的产物[20]。通过采用SPECT/CT融合骨显像技术，可发现肿瘤骨转移的形态学改变，有利于区分骨转移灶与其他良性改变之间的差异，在肿瘤骨转移发生过程中，无论原发病灶通过哪种形式完成癌细胞向骨骼内的转移，都会出现溶骨、成骨及混合特征，并且可见片状骨质的吸收与破坏，表现出不规则形状，产生转移病灶及周围软组织中的团块状高密度骨质硬化影及密度影，并且可见骨小梁紊乱、粗糙、增厚而间隙变窄的情况。

相比于单排定位CT技术，SPECT/CT可更有效地实现对骨密度改变的识别，如溶骨性改变、成骨性改变等。利用SPECT/CT融合显像可对骨显像上的阳性病灶准确定位，保证诊断的准确性，也有利于区分与骨转移灶容易混淆的病变，有助于鉴别诊断。同时，该技术还能捕获骨显像中无放射性浓聚的病变，为临床诊断提供更加准确、全面的信息。SPECT/CT融合骨显像技术配备了较高的空间分辨率和密度分辨率，可清晰显示浓聚病灶的解剖结构及病变发生发展过程中的形态，展现出病灶位置骨密度改变性质、骨皮质破损情况及骨小梁的分布，相比于传统的CT检查也具有较大差异性。彭东等[5]在研究中针对SPECT/CT融合显像诊断肿瘤骨转移进行了研究，结果显示SPECT/CT融合显像对病灶的诊断敏感度、特异性更高，相比于单纯SPECT全身骨显像技术，具有更好的诊断效能。说明SPECT/CT融合显像相比于全身骨显像能够更好地诊断肿瘤骨转移。李江城等[21]对比了全身骨显像与SPECT/CT融合显像诊断肿瘤骨转移的效能，结果显示SPECT/CT融合显像诊断能够提升对单发骨转移瘤的诊断效能。

在肿瘤骨转移诊断中应用SPECT/CT融合骨显像技术更具优势，这与该技术配备了较高的空间分辨率和密度分辨率有关，可清晰显示浓聚病灶的解剖结构和病变进展时的状态，表现出病灶位置骨密度改变性质、骨皮质破损情况及骨小梁分布特点，具有更高的诊断价值。

6 总结与展望

CT解剖分辨率高、特异性强，但灵敏度较低，且受检查视野限制[22]。SPECT/CT则在核医学功能特异性的基础上，有机结合了CT的解剖特异性，使二者优势互补，在肿瘤骨转移的诊断中具有更高的敏感度和特异性，实现了对骨骼的解剖结构、密度改变和准确定位等功能的有机整合，提升了对肿瘤骨转移的诊断效能。相比平面骨显像，其提高了对良、恶性骨肿瘤的鉴别诊断能力；相比单纯的CT或X线平片检查，其能够更加准确地判断病灶范围及其毗邻组织的受累情况；更全面、准确地诊断原发性良、恶性骨肿瘤，并可评价患者术后的复发和转移。但其仍会出现误诊病例，对骨转移的最终诊断“金标准”并非客观单一。因此，随着SPECT/CT融合骨显像技术的进一步发展，与非影像学手段结合使用，或许有助于进一步提升肿瘤骨转移的诊断效能，期望在今后的研究中能够进一步探索。