18F-FDG PET/CT早期诊断脊柱结核影像学特点分析

程爱萍 傅立平 孙美玲 付涧兰 王晓刚 宋法寰

18F-FDG PET/CT早期诊断脊柱结核影像学特点分析

程爱萍 傅立平 孙美玲 付涧兰 王晓刚 宋法寰

目的 探讨成人脊柱结核18F-FDG PET/CT影像学特点，为临床早期、准确诊断脊柱结核提供新的影像资料。方法 回顾性分析并总结2010年至2016年间45例经病理诊断为结核的18F-FDG PET/CT影像资料。结果18F-FDG PET/CT可发现更多的结核病灶：可以同时发现脊柱外的骨骼病变和内脏结核病灶；除形态学改变（有明显骨质破坏）的脊柱病灶外，还有许多无形态学改变而只有功能（葡萄糖代谢）改变的脊柱病变；尚未形成形态学改变的椎间盘病变；形态学改变不明显的椎旁脓肿。PET/CT可发现病灶内存在放射性“冷区”、椎旁“放射性冷脓肿”、病灶环形浓聚等和结核病理生理学吻合的特异性病变，提供病理信息。结论18F-FDG PET/CT对脊柱结核的诊断具有独特价值，值得临床重视。

脊柱结核 PET/CT 脱氧葡萄糖

脊柱结核是肺外结核最常见的发病部位，典型病例可表现出典型的临床症状、实验室检查异常和影像学征象，如全身结核毒性表现：午后潮热、盗汗、乏力、消瘦；实验室检查可发现血沉增快、结核菌素试验（PPD）检查呈阳性等；影像学检查发现相邻椎体和椎间盘破坏、椎旁脓肿、后凸畸形、脊髓受压等［1］。但是非典型者，诊断不易。探索更多的诊断方法，可以帮助结核患者早期得到诊断，为临床医师提供更多的诊断工具，可以减少漏诊、误诊发生率，并为临床医师及早用药、选择敏感药、掌握全身病情状况提供依据。本研究回顾性分析了45例病理证实为结核的患者18F-FDG PET/CT 影像资料，总结分析PET/CT影像特点，归纳总结脊柱结核的PET/CT影像学表现特征及其优势所在，为脊柱结核的诊断提供更多的手段。

1 临床资料

1.1 一般资料 选择2010年1月至2016年12月间因脊柱病变至本科室行18F-FDG PET/CT检查、并经手术或穿刺病理诊断为结核的患者18F-FDG PET/CT 影像资料，共收集患者45例，其中男40例，女5例；年龄38~82岁，平均年龄50.2岁。35例患者摄脊柱X线片，并行CT扫描，10例患者行MR检查，所有病例都有完整的PET/CT检查资料，病灶在脊柱分布的范围为T1~L5节段。本组患者发病就诊时间为1个月~3年，平均7.3个月。首发症状以胸背或腰背部疼痛为主，脊柱活动不同程度受累。全部病例无午后潮热、盗汗症状，25例有不同程度乏力，15例有消瘦，3例有既往结核病史，其中肺结核2例，结核性胸膜炎1例。剩余病例否认结核病史和结核患者接触史。

1.2 显像方法 采用德国Siemens公司Biography 64 PET/CT仪，显像剂18F-FDG放化纯>95%，由北京原子高科股份有限公司提供。受检者禁食4~6h，血糖浓度控制在<9.1mmol/L，按体质量5.55MBq/kg静脉注射18F-FDG，避光、静卧50~60min后行全身PET/CT显像，期间常规饮水>800ml，检查前5min排空膀胱，并再次饮水>500ml充盈胃腔。首先用螺旋CT由颅底至股骨中段进行透射扫描，采集条件为管电压120kV，管电流170mA，螺距0.75，层厚5mm。PET扫描采用三维模式，一般采集5~6个床位、每个床位1.5min，必要时行延迟显像。图像采集期间患者保持平静呼吸。采用OSEM法进行迭代重建，利用CT扫描数据对PET图像进行衰减校正。

1.3 图像分析 图像分析在图像后处理工作站（MedEx）进行，PET/CT征象由2位有经验的核医学医师和1位放射学诊断医师协商确认，并结合文献［1-2］资料，确定征象如下：（1）椎间盘病变：包括椎间隙狭窄、邻近椎体部分或完全性骨性融合、椎间盘和（或）邻近椎体终板放射性分布异常升高。（2）连续椎体受累：结合PET和CT图像，通过矢状位和（或）冠状位观察，病变同时累及相邻椎体及椎间盘和（或）椎旁软组织。（3）病灶SUVmax：目测法与半定量法相结合，正常：目测病灶摄取与正常椎体一致；略高摄取：SUVmax高于正常椎体，但≤50%；高摄取：SUVmax高于正常椎体50%。（4）椎旁脓肿：位于椎旁，病灶>1个椎体范围，密度低于邻近肌肉组织，参照标准（3）分为放射性分布异常增高的“热脓肿”和无异常放射性分布的“冷脓肿”。（5）病灶内放射性分布均匀性（目测法与半定量法结合）：根据常规将PET图像观察窗位设置为SUV为5，下限SUV为0，若病灶内无目测可见的放射性分布差异定义为放射性分布均匀。若存在差异则采用半定量法进一步观察：测量邻近正常椎体的SUVmean及标准差（s），以SUVmean-s为上限阈值（若病灶摄取低于此值则认为病灶存在放射性“冷区”），结合CT图像计算病灶内“冷区”体积占病变总体积百分比，若>10%则定义为存在放射性“冷区”，否则定义为单纯放射性分布不均匀。为避免重复统计，椎旁脓肿不列入病灶体积计算。

2 结果

本组全部患者均经手术或穿刺病理检查证实为脊柱结核，全部病灶SUVmax为2.3~11.2，1例行2次18F-FDG PET/CT 检查，第一次检查资料中CT影像未发现椎间盘形态学改变，只有椎间盘葡萄糖代谢异常，3个月后第二次检查中，CT示椎间盘邻近上、下终板不规则骨质破坏伴葡萄糖代谢异常增高（见图1），44例一次18F-FDG PET/CT 检查；18F-FDG PET/CT 显像后，与单纯CT影像资料比较由99个脊柱病灶增加为147个病灶（见图2），约增加48%。提示PET葡萄糖代谢显像可早于CT影像学>3个月发现病变。

18F-FDG PET/CT 检查后发现有6例除脊柱骨结核外，尚合并髂骨结核、肋骨结核，1例合并胸膜结核伴胸水（见图3），发生率16%。椎旁脓肿显示不清晰（包括椎旁脓肿范围较小3例和椎旁脓肿与周围结构如腰大肌等密度差异不明显3例）者，由于存在葡萄糖代谢明显异常而变得容易辨别、诊断者6例（见图4），增加了13%的椎旁脓肿的诊断率。18F-FDG PET/CT 诊断脊柱结核病灶的影像特点分析：脊柱结核病灶，CT可以显示脊柱病灶的骨质破坏状态，包括成骨性病变、溶骨性病变和混合型病变，PET可提供病变的葡萄糖代谢状况，表现为放射性分布增高（“热灶”）、无放射性分布（“冷灶”）和放射性分布不均匀，并可以提供无CT明显形态学改变的早期病变椎体的葡萄糖代谢异常情况（见图2）。椎间盘病变，CT可表现为狭窄、破坏，PET可提供病变的葡萄糖代谢状况，表现为放射性分布增高（“热灶”）、无放射性分布（“冷灶”）和放射性分布不均匀，并可以提供无CT明显形态学改变的早期病变椎间盘的葡萄糖代谢异常情况（图1、4）。进一步明确CT显示不清晰的椎旁脓肿，并显示椎旁脓肿的放射性分布状况（“冷脓肿”）和清楚显示其流注情况（图3、4）。常超出CT所示的流注长度。

图1 男，58岁，腰痛1月余。CT扫描矢状位示椎间盘未见明显形态（图A），葡萄糖代谢异常增高（图B），同一患者3个月后再次检查，CT示椎间盘邻近上、下终板不规则骨质破坏（图C）伴葡萄糖代谢异常增高（图D）

图2 男性，72岁，胸背痛6个月，CT示胸6椎体形态完整，未见骨质破坏影，胸7椎体碎石样骨质破坏（图A）；PET/CT示胸7椎体呈放射性分布不均匀（含异常增高灶和“冷灶”），胸6椎体放射性分布不均匀增高（图B）

图3 脊柱结核合并结核性胸膜炎伴胸水

图4 男性，76岁，腰痛7个月。椎间盘型结核，左侧椎旁不规则脓肿和腰大肌混杂一起，未见钙化等，和腰大肌密度差异不显著（图A）；PET/CT示病变椎间盘放射性分布不均匀增高，椎旁脓肿放射性分布不均（含异常增高灶和“冷灶”）（图B）

3 讨论

典型的脊柱结核根据其临床和实验室检查，如结核中毒症状午后潮热、盗汗、乏力、消瘦等，实验室检查血沉增快，PPD试验阳性等，及典型的影像学表现，容易诊断，但是部分临床不典型和影像不典型脊柱结核患者［3-7］常难以早期得到诊断，探索可以早期发现结核病变的诊断方法，为临床医师提供早期、全面、准确的诊断工具，有利于患者得到早期治疗，减少脊柱畸变发生率。

18F-FDG PET/CT是目前医学领域最为先进的全身医学影像学检查，集解剖与功能检查为一体，其突出优势在于全身检查和功能检查，可以发现除脊柱病变之外的其他骨骼和脏器结核，为临床医师获得全面结核发病信息提供帮助，另外其功能检查信息可以帮助临床医师发现尚未形成形态改变的结核病变。但是由于18F-FDG PET/CT并未在各医院普及，同时其检查价格相对昂贵，故18F-FDG PET/CT诊断脊柱结核的相关报道甚少，值得探讨其应用价值。

由于18F-FDG PET/CT是全身检查，故可以发现除脊柱外的其他骨骼和内脏结核病变。本研究中发现6例合并除脊柱外的其他骨骼和脏器结核，发现率达16%，说明脊柱结核患者合并其他部位结核时有发生，值得临床重视，避免出现一叶障目的情况，要做到全面诊断，这也和脊柱结核是血行播散有关［8］，可以多脏器发病。

18F-FDG PET/CT集解剖与功能检查为一体，其突出优势除全身检查外更为重要的是功能检查，即可以早期发现病变，在CT解剖形态学改变之前发现功能信息改变。本研究CT形态学改变的脊柱病灶共有99个，根据功能信息改变的病变计数病灶增加为147个病灶（图2），约增加48%。这种信息为外科医师做手术根治时提供了病变受累的具体范围，避免了遗漏病灶，影响疗效。

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［8］，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，是结核病18F-FDG PET显像阳性的主要原因，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［9］，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。本研究中大部分椎体病灶和椎旁脓肿都存在放射性分布“冷区”和（或）“冷区”和“热区”同时存在，刘桂超等［10］也提出病灶放射性分布环状浓聚是结核病灶的典型特征，与本研究结果基本一致。该特征性表现是结核病灶所特有、有利于和转移瘤做出鉴别诊断。

结核病治疗周期长，选择有效敏感的抗结核药物对彻底治疗、早日康复非常重要。有研究认为，通过病灶FDG代谢的变化可早期判断病灶对结核药物的治疗反应，及时发现治疗无效的患者，为治疗方案的及时改进提供判断依据［11］。PET具有区分病灶冷区及热区的独特优势，可以引导穿刺定位，为获取有诊断价值的病理组织提供帮助。

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Objective To investigate the 18F-FDG PET/CT classif i cation and presentation of atypical spinal tuberculosis. Methods Data of 45 consecutive patients who had suffered from atypical spinal tuberculosis conf i rmed by surgical interventions and18F-FDG PET/CT examinations at our department from 2010 to 2016 were retrospectively analyzed. Results The CT characteristics of atypical spinal tuberculosis showed that：solitary osteolytic lesion with well-def i ned margins，involved in the posterior elements，involved vertebral appendages，intervertebral disc non-involvement and indistinguishable abscess. Advantages of18F-FDG PET/CT could fi nd "cold abscess" and "cold zone" of spinal tuberculosis. Conclusion Analysis of FDG PET/CT shows an important value for clinical diagnosis.

Spinal tuberculosis PET/CT Deoxyglucose

310000 浙江省人民医院（杭州医学院附属人民医院）