SPECT/CT融合图像对脊柱单发病灶鉴别诊断的增益价值

张一秋 石洪成 陈曙光 顾宇参 朱玮珉 修雁 李蓓蕾 刘文官

(复旦大学附属中山医院核医学科,上海 200032)

骨骼是恶性肿瘤转移的好发部位,尤其以脊柱多见。全身骨显像是早期诊断恶性肿瘤骨转移的重要方法[1]。99T cm-亚甲基二膦酸盐(99Tcm-MDP)全身骨显像灵敏度高,能早期发现肿瘤骨转移。单光子发射计算机断层(single photon emission computed tomography,SPECT)骨显像提高了诊断的灵敏度,但由于无法准确辨认病灶的解剖部位,诊断准确性仍然有限。同时具有SPECT和诊断CT功能并可以实现图像融合的SPECT/CT(single photon emission computed tomography/computed tomography)借助于CT的解剖定位及诊断信息,有效地提高了诊断骨骼病变的准确性,广泛地应用于骨骼疾病的诊断[2-3]。本文对SPECT图像与SPECT/CT融合图像作对比分析,旨在探讨SPECT/CT融合图像较SPECT图像在鉴别诊断脊柱单发病灶方面是否具有增益价值。

1 资料与方法

1.1 研究资料 2008年4月—2009年7月我科对193例具有明确骨骼以外恶性肿瘤病史(肺癌 78例,前列腺癌27例,乳腺癌 22例,原发性肝癌19例,甲状腺癌 8例,肠癌 12例,胃癌 5例,食管癌 4例,肾癌4例,其他恶性肿瘤14例)、全身骨显像表现为脊柱单发异常放射性浓聚灶但无法明确是否为肿瘤骨转移的患者,进行了病灶部位的SPECT/CT检查。其中男性108例,女性85例;年龄 30～83岁,平均年龄63.3岁。

1.2 显像方法 静脉注射99Tcm-MDP(上海欣科医药有限公司生产)1110 MBq后3～6 h,采用低能高分辨率准直器,按照常规方法行全身骨显像。然后以脊柱病灶部位为中心,分别采集SPECT和CT图像。CT采集条件是：120 kV,160 mAs,视野400 mm,层厚5 mm,层间距2.5 mm。SPECT图像采集的条件是双探头平行采集,分别旋转180°,15 s◦帧-1,矩阵64×64。显像仪器为荷兰Philips公司生产的Precedence型SPECT/CT(16排)。采集的核医学原始图像应用厂家推荐的Astonish程序处理出断层图像,采用厂家配备的Syntegra软件进行SPECT与CT图像融合。

1.3 图像分析 SPECT参考诊断依据[4]：①肿瘤骨转移为异常放射性浓聚区位于椎体和(或)椎弓根;②良性病变为异常放射性浓聚区位于椎小关节、棘突或椎体边缘呈"唇样"异常放射性浓聚。SPECT/CT参考诊断依据[5]：①肿瘤骨转移为异常放射性浓聚区位于椎体和(或)椎弓根以及CT图像出现溶骨性改变和(或)成骨性改变;②良性病变为SPECT显像异常放射性浓聚区,有手术、外伤病史,CT图像未见溶骨性和成骨性改变或CT图像表现为非病理性骨折,骨囊肿、骨岛及其他良性骨肿瘤性病变(骨质增生、硬化、骨赘形成、椎体压缩及其他退行性病变等)。对2名经验丰富的核医学科医师进行规范性读片培训,分别分析图像并达成一致结果。首先对SPECT图像进行分析并给出诊断,然后再结合诊断CT图像,分析SPECT/CT融合图像并再次给出诊断。SPECT图像和SPECT/CT融合图像对脊柱病灶的诊断分为：肿瘤骨转移、良性病变、不能确定诊断。并按SPECT/CT融合图像较SPECT图像对诊断是否具有增益价值分为：有帮助、不确定、无帮助。

1.4 统计学处理 计算每个评价指标的不同等级百分率并进行描述,将每项观察指标中予以肯定意见的归为一组,不确定和否定的归为另一组,计算其百分率及95%可信区间。

2 结 果

193例肿瘤患者中,SPECT图像能明确诊断为肿瘤骨转移和非肿瘤骨转移(良性病变和污染)的病灶共59处,占30.6%,其95%可信区间为24.1%～37.1%;不能明确诊断的病灶共 134处,占69.4%,其 95%可信区间为 62.9%～75.9%;SPECT/CT融合图像能明确诊断为肿瘤骨转移和非肿瘤骨转移(良性病变和污染)的病灶共175处,占90.7%,其95%可信区间为 86.6%～94.8%;不能确定诊断的病灶共18处,占9.3%,其95%可信区间为5.2%～13.4%(表1)。SPECT/CT融合图像较 SPECT图像对诊断有帮助者共 173处,占89.6%,其95%可信区间为 85.3%～93.9%;不确定者18处和无帮助者2处共占10.4%,其95%可信区间为6.1%～14.7%。

表1 SPECT图像和SPECT/CT图像对病灶的诊断结果

SPECT/CT融合图像对诊断有增益价值的173处病灶中,39处SPECT/CT融合图像诊断为肿瘤骨转移,明确了转移病灶致骨质破坏的CT表现。28处病灶表现为溶骨性改变,其中有9处SPECT显像仅表现为轻微、小范围的放射性异常浓聚,CT发现椎体大范围溶骨性破坏且部分病例伴有软组织肿块,表现为周边部分骨质放射性异常浓聚(图1);9处病灶表现为成骨性改变;2处病灶表现为溶骨和成骨混合性改变。其中1例全身骨显像单发浓聚病灶,SPECT/CT融合图像表现为椎弓根处溶骨性破坏伴放射性异常浓聚,另外2处全身骨显像无异常浓聚的部位1处CT表现为溶骨性改变而SPECT图像无放射性异常浓聚,1处CT表现为溶骨和成骨混合性改变而SPECT图像仅表现为轻微的放射性浓聚(图2),因而SPECT/CT检查相比于全身骨显像和SPECT骨显像提供了更多的诊断信息。另134处SPECT/CT融合图像诊断为良性病变,其中9处CT表现为椎体骨折引起的放射性异常浓聚累及整个椎体甚至椎弓根以至于SPECT图像无法鉴别其性质(图3);77处SPECT/CT融合图像显示骨质增生、硬化、骨赘形成(共73处)、许莫氏结节(2处)、椎体压缩(2处)等椎体退行性变,其中38处因骨质增生、硬化并伴有较大范围的椎体骨皮质放射性异常浓聚,SPECT图像无法与转移性病灶相鉴别(图4);1处肋横突关节退行性病变、3处棘突退行性病变和44处椎小关节退行性病变导致的放射性异常浓聚,SPECT/CT融合图像提供了精确的解剖定位(图5)。

SPECT/CT融合图像较SPECT图像对诊断无增益价值的2处病灶是体外污染所致的异常放射性浓聚。

SPECT/CT融合图像较SPECT图像对诊断增益价值不确定的18处病灶是因为核医学影像表现不典型,而CT图像表现为无明显形态学改变、骨皮质膨胀性改变以及不能确定诊断的骨质密度的增高或减低,最终还是无法确定诊断。

3 讨 论

包括核医学检查在内的影像学诊断是基于诊断医师分析图像后,结合相关信息和个人经验得出的结论,诊断的准确性受到很多因素的影响。影像资料提供的信息越充分、可靠,则读片者所得出的结论就越准确。SPECT/CT是基于全身骨显像发现阳性病变后,对局部病变进行更加细致的检查。其所提供的有价值的诊断信息明显增加,为进一步提高诊断的准确性奠定了基础。在图像分析中,读片者首先在诊断标准上达成一致,最大程度减少了因读片者主观因素对诊断结果造成的影响。

一般认为,骨骼病变的性质与病灶的部位有关。全身骨平面显像可一次完成全身骨骼显像,但脊柱、胸廓前后骨结构重叠,难以将好发于椎体边缘的骨赘、椎小关节增生等因素所导致的生理性摄取增高与好发于椎体或者椎弓根部位的肿瘤骨转移病灶所导致的病理性的异常摄取作鉴别,因此,它具有高敏感性和低特异性[6]。SPECT克服了平面图像的诸多缺点,在一定程度上可以辨别病变位置,还可以发现部分放射性分布差异不明显的病灶,使诊断准确性得到一定程度提高。但由于核医学影像的空间分辨率较低,加上散射作用,当病灶放射性聚集明显或者浓聚病灶范围较大时,SPECT就无法在准确定位的基础上进行定性诊断。恶性肿瘤患者经常会伴有一定程度的脊柱退行性变,而全身骨显像多数转移灶和退行性改变的病灶均可都表现为异常浓聚灶,SPECT对这些病灶鉴别诊断的确定性较低。本研究显示,SPECT图像能确定诊断的病灶仅占30.6%,而不能确定诊断的高达69.4%,也充分证明了这一点。配备有诊断功能CT的SPECT/CT,可同时获得CT图像与SPECT图像,依靠其良好的空间分辨率和密度分辨率,提供了准确的定位,使得融合图像能够清晰显示核医学的浓聚病灶位于骨皮质或髓质。诊断性CT图像还可以准确显示溶骨和成骨性改变,为明确诊断提供重要的信息,对常见的易与肿瘤骨转移相混淆的退行性变有较好的识别能力。本研究显示,SPECT/CT融合图像较SPECT图像对诊断更有帮助者占89.6%,能确定诊断者达到90.7%,验证了SPECT/CT检查对确定诊断的促进作用,也充分体现了其在脊柱单发病灶中的鉴别诊断价值。SPECT/CT显像的另一个特点是可以发现一些平面显像无法显示的、放射性分布轻微异常的病灶,通过病灶部位形态变化与局部骨质代谢异常信息的结合,较单纯SPECT或CT检查提供更多的诊断信息,提高诊断的准确性。SPECT/CT显像根据全身骨显像异常浓聚的部位,有的放矢地进行局部SPECT/CT显像,可有效控制CT扫描范围并减少辐射剂量,实现了核医学检查技术与CT检查技术的优势互补。SPECT/CT对脊柱病变的诊断,既保留了常规核医学无创、高灵敏度的特点,又明显提高了诊断的特异性[7-8]。但SPECT/CT并不能解决所有的问题,如本研究中仍有18处病灶因为核医学影像表现不典型,又缺乏CT提供明确的形态学方面证据,最终还是无法明确诊断。但这些病例,还是具有为后续的影像学检查提供准确定位的作用。

恶性肿瘤一般以组织病理学结果为诊断的"金标准",但在大多数情况下,对所有病灶取得病理学结果常是不切合实际,也是不必要的[9-10]。本研究结果表明就影像学诊断而言,SPECT/CT比单纯的SPECT或CT骨显像能提供更多的诊断信息,因而SPECT/CT检查在对脊柱单发病灶是否为肿瘤骨转移的鉴别诊断方面较SPECT具有更高的诊断价值。

1 Franks JA,Ling A,Patronas NJ,et al.Detection of malignant bone tumo rs：M R imaging vs scintigraphy[J].Am J Roentgenol,1990,155(5)：1043-1048.

2 Strobel K,Burger C,Seifert B,et al.Characterization of focal bone lesions in the axial skeleton：performance of planar bone scintig raphy compared with SPECT and SPECT fused with CT[J].Am J Roentgenol,2007,188(5)：467-474.

3 Scharf S.SPECT/CT imaging in general orthopedic practice[J].Semin Nucl Med,2009,39(5)：293-307.

4 朱广文,张延军,杜雪梅,等.99Tcm-M DP SPECT/CT骨显像诊断恶性肿瘤骨转移的价值[J].中华核医学杂志,2005,25(6)：335-336.

5 李亚伦,赵祯,赵丽霞,等.放射性核素骨SPECT/CT同机融合显像诊断SPECT难于确诊骨病灶[J].中国医学影像技术杂志,2008,24,(10)：1641-1643.

6 周易,陈绍亮.骨SPECT显像用于脊柱孤立性"热区"良恶性鉴别诊断[J].中华核医学杂志,2007,27(1)：58-59.

7 Even-Sapir E,Metser U,Mishani E,et al.T he detection of bone metastases in patients with high-risk prostate cancer：99mT c-MDP planar bone scintigraphy,sing le-and multi-field-ofview SPECT,18F-fluoride PET,and18F-Fluoride PET/CT[J].J Nucl Med,2006,47(2)：287-297.

8 Ho rger M,Bares R.The role of single-photon emission computed tomog raphy/computed tomography in benign and malignant bone disease[J].Semin Nucl M ed,2006,36(4)：286-294.

9 Gosfield E 3rd,Alavi A,Kneeland B.Comparison of radionuclide bone scans and magnetic resonance imaging in detecting spinal metastases[J].J Nucl Med,1993,34(12)：2191-2198.

10 马全福,匡安仁.SPECT/CT骨显像对脊柱单发病灶的诊断价值[J].中国临床医学影像杂志,2008,19(2)：90-93.