骨髓坏死18F-FDG PET/CT与MRI对照分析

宋 乐 李 慧 张卫方

(北京大学第三医院核医学科,北京 100191)

骨髓坏死由微循环障碍缺氧引起,常伴发于恶性肿瘤,以急性白血病、慢性骨髓增生性疾病和淋巴瘤为主,可以发生于肿瘤治疗前、治疗中及治疗后随访期间[1-2]。骨髓坏死患者可以出现骨痛、发热等非特异性症状,以及贫血、血小板减少等实验室检查异常。骨髓细胞形态学、骨髓病理活检是诊断骨髓坏死的重要方法,但骨髓容易干抽,单一部位穿刺成功率较低。影像学检查有助于及时诊断骨髓坏死,改善患者预后[1,3-5]。骨髓坏死磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)检查具有特征性表现:多发地图样异常信号,边缘为低信号带,内部无强化[6-7]。氟-18-脱氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose,18F-FDG)正电子发射断层显像/计算机断层显像(positron emission tomography/computed tomography,PET/CT)已经广泛用于多种恶性病变的评估。18F-FDG PET/CT亦可检出肿瘤继发的骨髓坏死。但国内外关于骨髓坏死18F-FDG PET/CT的研究仅见2例个案报道,并且结论相反,分别认为骨髓坏死呈多发代谢减低[8],或呈单发代谢增高[9]。本文通过回顾性分析骨髓坏死18F-FDG PET/CT征象,提高对该病的认识,以帮助医生对其早期诊断。

1 对象与方法

1.1 研究对象

回顾性收集2015年10月至2022年12月在北京大学第三医院行18F-FDG PET/CT检查,并经过MRI诊断为骨髓坏死的患者资料。骨髓坏死MRI诊断标准[6]:骨盆、股骨或脊柱地图样异常信号,边界清晰,边缘可见低信号环,内部T1加权像(T1-weighted image,T1WI)呈低/高信号,T2加权像为高信号,T2脂肪抑制像(T2-fat suppressed image,T2FSI)呈低/高信号;增强扫描边缘强化,内部未见强化。通过查询电子病历、电话随访,记录患者有无疼痛等不适症状、基础疾病、相应的治疗及随访情况。排除标准:PET/CT图像质量不佳,临床资料无法查询者。本文研究利用的研究信息不含有使受试者的身份被直接识别或通过与其相关的识别物识别的信息,免除伦理审查和患者知情同意。

1.2 PET/CT显像方法

患者空腹6 h以上,检查前血糖浓度低于11 mmol/L,按照3.7～5.5 MBq/kg静脉注射18F-FDG(北京原子高科股份有限公司或南京江原安迪科正电子研究发展有限公司提供,放化纯度>95%),安静休息约60 min,排尿后采集图像。采用德国Siemens Biograph 64 PET/CT扫描仪进行图像采集。患者仰卧,双手抱头或置于身体两侧,扫描范围自颅顶至大腿中段、小腿或双踝。CT扫描参数:管电压120 kV,有效管电流100 mA,螺距0.9。PET采集5～12个床位,每个床位采集2 min,True X方法重建,迭代3次,子集21,高斯滤波,半峰宽5.0,放大倍数1.4。

1.3 图像分析

由2名具有10年以上阅片经验的副主任及主任医师共同进行MRI及PET/CT图像分析。应用GE PACS工作站分析MRI图像,记录病变部位、单发/多发情况,多发病变者,选择最大病灶进行分析。对照MRI图像,应用麦迪克斯工作站进行PET/CT图像分析,对比邻近正常骨质,观察病变18F-FDG摄取情况(增高、接近或减低),于PET/CT融合图像勾画感兴趣区,测量病变最大标准化摄取值(maximum standardized uptake value,SUVmax);分析病变CT表现,包括形态、密度、边界等。观察PET/CT扫描范围内其余骨质有无类似异常征象。以MRI检查时间为基线,对于多次PET/CT检查的患者,分析病变不同时间18F-FDG代谢及CT特征的变化趋势。

1.4 统计学方法

利用SPSS 27.0软件,应用中位数M(P25,P75)表示患者年龄、病变SUVmax的分布状态。

2 结果

2.1 临床特点

纳入患者9例,男性6例,女性3例,中位年龄28.0(24.5,38.0)岁。9例均患有淋巴瘤,其中弥漫性大B细胞淋巴瘤4例,T淋巴母细胞淋巴瘤4例,Burkitt淋巴瘤1例。骨髓穿刺及活检提示骨髓浸润4例。6例患者在诊治过程中出现腰部、髋部、大腿、膝部、小腿等部位疼痛不适,行MRI检查;3例患者无症状,由于PET/CT评估淋巴瘤时发现异常征象而行MRI检查。MRI检查部位:双侧髋关节5例,胸腰椎2例,右髋关节1例,左侧膝关节1例。9例患者MRI结果均见多发病变,其中6例髋关节MRI结果提示累及髂骨6例、股骨6例、坐骨3例、骶骨2例、耻骨1例、腰椎1例。病变形态、大小差异显著,选择较大病变进行测量、分析。

2.2 PET/CT及MRI征象

与MRI检查时间最为接近的PET/CT于1 d至16个月之前进行。髋关节MRI所选6例髂骨病变,内部均为T1WI高信号,T2FSI低信号,伴边缘T1WI环状低信号。PET/CT显示5例病变内部代谢减低,CT呈等或稍低密度,边缘代谢增高,CT呈线状骨质硬化,形态呈类圆形、不规则,局限于骨松质,或延续至骨皮质(图1)。1例病变密度及代谢未见异常,MRI显示病变狭长。2例脊柱病变中1例呈MRI T1WI低信号,T2FSI高信号,PET/CT局部呈等代谢,密度稍高(图2)。1例呈MRI T1WI等信号,T2FSI高信号,增强扫描内部未见强化,PET/CT见局部代谢减低区,密度未见异常。1例左侧股骨远段病变呈T1WI高信号,T2FSI低信号,PET/CT见局部代谢及密度增高(图3)。以上所选病变SUVmax中位值1.80(1.63,2.30)。在MRI扫描范围以外,8例PET/CT发现更多部位骨质出现类似线状高密度影伴代谢异常病变,病变部位包括肱骨头(6例)、脊柱、肩胛骨、肋骨、锁骨、胸骨等(图1)。

图1 骨髓坏死MRI及18F-FDG PET/CT表现

图2 骨髓坏死MRI及18F-FDG PET/CT表现

图3 骨髓坏死MRI及18F-FDG PET/CT表现

2.3 PET/CT变化趋势

8例患者在MRI检查(髋关节6例,脊柱、膝关节各1例)之前均进行多次PET/CT检查,并且最早在中位时间13.5(8.25,32.75)个月前即发现异常征象,当时患者均未诉相应部位不适。6例髂骨病变中5例代谢减低,其中3例CT可见边缘线状高密度硬化,2例CT未见异常(图1);1例代谢及密度均未见异常。1例脊柱病变代谢减低,CT未见异常(图2)。1例膝关节MRI患者早期PET/CT显示双侧股骨头、肱骨头多发线状代谢增高区,CT未见异常。对比历次PET/CT,随着时间推移,3例股骨头病变出现塌陷、皮质断裂等改变,2例脊柱病变分别出现椎体多发许莫氏结节、压缩性骨折(图1,图2)。

3 讨论

骨髓坏死常伴发于恶性肿瘤、镰状细胞贫血、感染等疾病[1]。在本文研究中,有9例骨髓坏死均为淋巴瘤患者,8例发生于治疗后,1例发生于治疗前。骨髓坏死患者往往出现显著持续性骨痛,严重影响生活质量。在本文研究中,有6例患者因疼痛行MRI检查诊断骨髓坏死,3例否认不适的患者因为PET/CT提示骨髓坏死而行MRI确诊,8例患者更早期PET/CT检查发现异常征象时,均无相关不适。说明PET/CT及MRI可以在患者出现症状之前检出骨髓坏死。因而,在应用PET/CT评估基础疾病时,如能准确识别相关征象,有助于早期诊断骨髓坏死。既往研究[4]认为骨髓坏死预后较差,患者平均生存期不足12个月,但本文研究表明大部分患者出现PET/CT提示骨髓坏死后随访1年以上,病情稳定,未见淋巴瘤复发,可能与基础疾病淋巴瘤的治疗水平提高有关。

骨髓坏死常见多骨累及,以髂骨病变为例,典型表现为早期18F-FDG代谢减低,密度变化不明显,随时间推移,病变边缘可见线样密度及18F-FDG代谢增高。骨髓坏死病理上表现为骨髓组织和间质坏死,骨细胞、成骨细胞和破骨细胞死亡,正常骨髓结构被破坏[6];随着病变修复,血管再生及肉芽组织生长,边缘与周围正常骨质交界处出现成骨增加。在本文研究中,患者髂骨MRI可见病变内部均为T1WI高信号,T2FSI低信号,提示病变内部脂肪替代骨髓组织是导致18F-FDG摄取减低原因之一;病变边缘MRI呈T1WI低信号,反映修复性成骨,因而18F-FDG代谢增高,CT呈线状高密度。病变内部可以出现炎性细胞浸润、死骨吸收、骨髓再生等改变,MRI可呈现不同信号,18F-FDG摄取亦有不同。Aras等[9]报道一例恶性胃间质瘤伊马替尼治疗后胸椎单发骨髓坏死,病变18F-FDG摄取增高,推测可能与病变修复相关,容易误诊为转移瘤。此外,多种因素会影响周围骨髓的18F-FDG代谢,也可能影响骨髓坏死的检出[10-13]。因而,PET/CT诊断骨髓坏死,应该注意探寻代谢减低区、边缘线状代谢及密度增高影,而不应依赖SUVmax绝对值。

PET/CT显像能够全面显示骨髓坏死的累及部位。在本文研究中,有8例PET/CT检出常规MRI扫描范围以外(包括肱骨头、脊柱、肩胛骨、肋骨、锁骨、胸骨等)的更多病变。有学者[6,14]认为骨髓坏死与骨缺血性坏死具有不同的临床病理特征,并且发生部位及范围有所差异:骨髓坏死发生部位较为广泛,常常弥漫性累及脊柱、骨盆;缺血性坏死较为局限,容易累及四肢骨的关节部位,尤其是股骨、肱骨。此外,Nix等[14]报道脊柱骨髓坏死不会进展为椎体塌陷,而脊椎坏死常见椎体塌陷。有学者[15]认为骨坏死累及骨质与骨髓,位于骨骺和软骨下骨者称为缺血性坏死,位于干骺端及骨干者称为骨梗死。在本文研究中,多数患者骨盆、股骨、肱骨头等多处病变共存。股骨头、肱骨头受累表现类似缺血性坏死[16-18]。在本文研究的随访过程中,部分患者股骨头病变出现进展,脊柱病变出现椎体压缩骨折及许莫氏结节。这些结果进一步佐证骨髓坏死与缺血性坏死存在共同的发病机制,并非两种独立病变[15];同时说明PET/CT可以反映骨髓坏死的演变,有助于病变随访。此外,对于MRI诊断骨髓坏死的淋巴瘤患者,应该进行全身显像,例如进行18F-FDG PET/CT检查,明确是否累及其他部位骨质,便于及时治疗。

本研究为回顾性研究,纳入病例较少,基础疾病均为淋巴瘤,存在选择偏倚,以MRI作为骨髓坏死的诊断方法,缺乏病理诊断依据,并且病例间MRI与PET/CT检查时间间隔差异较大。

本研究结果表明骨髓坏死常见多骨受累,早期呈现18F-FDG代谢减低,逐渐出现病变边缘高代谢及高密度影。PET/CT在评估原发肿瘤的同时,有助于检出无症状性骨髓坏死,发现多骨病变。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明宋乐:提出研究思路,设计研究方案,收集、统计、分析临床资料及数据,撰写论文;李慧:提出研究思路,设计研究方案,收集、分析临床资料及数据;张卫方:提出研究思路,设计研究方案,总体把关、审定论文。