锝-99m定量SPECT/CT临床应用进展*

龚成鹏， 李 坤， 胡 佳， 高再荣

华中科技大学同济医学院附属协和医院核医学科，分子影像湖北省重点实验室，武汉 430022

定量核医学的目的是对放射性示踪剂的局部浓度进行相对或绝对的数值评估，以克服纯粹视觉分析的缺点[1-2]，加强核医学图像数据解释的客观性，从而加强诊断准确性[3]。正电子发射型计算机断层扫描(positron-emission computed tomography，PET)是一种固有的定量成像方式，其独特的双光子符合探测机制，使其即使在与CT融合之前，依然可以定量，在解读PET图像时，标准化摄取值(standardized uptake value，SUV)被广泛用作评估疾病活动的非常有用的定量参数[4-5]。然而，单光子发射计算机断层扫描(single photon-emission computed tomography，SPECT)灵敏度及空间分辨率都不如PET，且单光子的探测及校正相较于正电子更为复杂，过去常认为SPECT无法进行类似于PET的全定量分析。近年来随着SPECT/CT融合技术、图像重建算法、光子补偿技术等的不断完善和应用，技术瓶颈正在不断被打破，SPECT/CT全定量分析己经成为可能[6]。SUV和百分注射剂量率(%injected dose，%ID)的应用也使单光子成像从定性评价转变为定量评价，已有多项研究证明临床扫描中定量SPECT的有效性[7-9]。目前报道的SPECT/CT定量分析中使用最多的是锝-99m(technetinum-99m，99mTc)标记的放射性药物，其临床应用主要集中在骨、关节和甲状腺等疾病中。

1 99mTc定量SPECT/CT在骨骼、关节疾病中的应用

核素骨显像是临床上最常用的核医学检查方法，一次成像即可了解全身骨骼代谢情况，具有灵敏度高、价格相对低廉、无检查禁忌证等优点。但由于是平面显像，前后影像重叠加之病灶的浓聚程度都是靠视觉分析，缺乏定量指标，不能客观评价骨盐代谢的细微变化。定量SPECT/CT一定程度上弥补了这些不足，Cachovan等[10]最先使用99mTc SPECT/CT定量骨骼中的放射性活度，该研究报道了注射555 MBq99mTc-二磷丙二羧酸(diphosphonopropanedicarboxylic acid，DPD)4 h后，测量133个正常腰椎椎体的绝对放射性活度是(48.15±13.66)kBq/mL[相当于SUVmean(5.91±1.54)]。99mTc-亚甲基二膦酸盐(methylene disphosphonate，MDP)显像测量结果基本与此一致[11-12]，都与18F PET扫描所测的腰椎SUV范围大致一致。因此在一定程度上说明SPECT/CT定量技术已经达到了临床应用水平。

在对正常骨骼SUV影响因素的研究中显示，胸腰椎的SUV无明显差异，但无论是SUVmean还是SUVmax，胸椎的变异系数都高于腰椎[13]。Cachovan等[10]研究表明，椎体SUV与年龄呈负相关。Rohani等[13]的研究则显示，SUV与年龄和体重没有明显相关性，而与身高具有较好相关性，这在既往文献很少出现，作者认为其原因可能是较高受试者比较矮受试者具有更高的骨密度(bone mineral density，BMD)。两项研究均显示BMD与SUV呈正相关[10，13]。Huang等[14]首次将腰椎SUV与腰椎BMD进行相关性比较研究，结果表明，定量骨SPECT/CT是骨质疏松患者骨代谢临床量化的有效工具。因此SPECT SUV可能成为区分骨质疏松和正常椎骨的一个有用参数。

SUV在非转移性骨骼疾病的研究中应用也较多。Bae等[15]使用SPECT定量可能引起骨科问题的足副舟骨(accessory navicular bone，ANB)，发现SUVmax与ANB危险程度相关联，高危型和最终需手术治疗的ANB多是那些SUVmax高的患者。Suh等[16]对颞颌关节病(temporomandibular joint disorder，TMD)的研究显示，SUVmax对TMD分类比传统的平面显像靶本比更有效率。Kim等[17]对膝关节退行性变患者的研究显示，用SUVmax比主观症状更能可靠地评估疾病的严重程度。Ryoo等[18]对股骨颈骨折患者股骨头活力评价的研究显示，无活力的股骨头SUVmin显著降低，定量骨SPECT/CT有望客观评价股骨头的生存能力。

定量骨SPECT/CT SUV的测量虽然已较为准确，但能否用于肿瘤骨转移的鉴别诊断还有争议。Rohani等[19]的研究显示前列腺癌骨转移SPECT SUVmax明显高于退行性关节疾病(degenerative joint disease，DJD)，SUVmax≥20可用于鉴别骨转移与DJD。而在另一项乳腺癌骨转移的研究显示，无法用SUV值区分骨转移与DJD[13]。He等[20]的研究也显示出颈椎和胸椎退行性变SUV与正常骨骼之间没有统计学差异。骨转移的表现是多样的，有些骨转移可能不表现出高摄取，或表现为低摄取，相反有些良性骨骼疾病如DJD表现出高摄取。因此，结合患者的临床症状及其他影像学检查鉴别诊断骨转移可能比简单地为鉴别骨转移制定SUV标准更为关键。

除了SUV，%ID也可用于骨定量的研究，使用ID%/g可以准确地定量股骨头缺血性坏死的部位及骨代谢的情况，为后期临床治疗提供诊断依据[21]。Dittmann等[22]的研究显示SUVmax与转移性去势难治性前列腺癌总生存率(overall survival，OS)无关，%ID/L被确定为OS的一个独立的预后因素。

总的来说，多项研究使用定量SPECT/CT测量正常骨的SUV差别已经很小，BMD与骨定量指标相关性较好。但目前对定量结果的精确解读及治疗前后定量指标的变化趋势研究很少，这可能也是其未作为常规项目广泛开展的原因之一。因此后期前瞻性的定量骨SPECT/CT研究应将反映BMD的相关指标纳入考虑并注重定量测量结果对临床诊疗的指导意义。

2 99mTc定量SPECT/CT在甲状腺疾病中的应用

近年来，定量SPECT/CT在甲状腺疾病中的应用研究也越来越多。众所周知甲状腺放射性核素摄取率的测量已经在核医学中应用了近50年，最经典的是甲状腺摄取131I的测定。但由于131I的物理半衰期较长，发出的γ射线能量太高，且要间隔24 h显像，作为示踪剂不太理想。国际原子能机构曾推荐用99mTc高锝酸盐(99mTcO4-)作为甲状腺早期摄取实验的示踪剂。甲状腺摄取99mTcO4-的传统测量方法是采用甲状腺功能仪(thyroid uptake system，TUS)测量颈前区(甲状腺)和大腿肌肉上的计数比较。计算公式为：99mTcO4-摄取率=(颈前区计数-大腿计数)/(满针计数-空针计数)×100%[23]。Lee等[23]在注射99mTcO4-(185 MBq)20 min后对甲状腺进行1 min的快速连续SPECT/CT扫描，使用软件(Volumetrix MI，GE Healthcare)重建SPECT图像，并在CT横断位图像上逐层勾画甲状腺感兴趣区(region of interest，ROI)生成甲状腺感兴趣体积(volume of interest，VOI)，用剂量学软件Dosimetry Toolkit(GE Healthcare)根据注射前后剂量、测量时间、注射时间、显像时间、校正因子等分析计算VOI的99mTcO4-摄取率，结果显示了定量SPECT/CT相对于TUS的高准确性，与TUS相比，定量SPECT/CT克服了组织重叠及唾液腺、唾液等甲状腺组织外摄取对结果的干扰，从而明显提高了准确性。此外根据公式(1，2)分别计算勾画的甲状腺VOI的SUVmean，SUVmax。显示99mTcO4-摄取率、SUVmean、SUVmax在毒性弥漫性甲状腺肿(Graves’disease，GD)中最高，在正常甲状腺次之，在甲状腺炎中最低。SUVmean、SUVmax与甲状腺功能状态相关，定量SPECT/CT显示的SUV可作为评估甲状腺功能状态的参数。

来自Dong等[24]的前瞻性多中心研究与Lee等[23]的研究方法上的不同是在注射99mTcO4-30 min后行常规甲状腺SPECT/CT扫描，采集的数据使用了一种新的Q-metrix定量分析软件将SPECT重建算法、校正技术及剂量学计算融入在内，并利用阈值法自动勾画VOI直接输出定量分析数据。结果显示GD患者的SUVmean、SUVmax与甲状腺激素水平及24 h摄碘率呈正相关。以SUVmean大于116.66为阈值，诊断GD的灵敏度为98.2%，特异度为97.3%。这说明定量SPECT/CT测量的甲状腺SUV具有很高的灵敏度和特异度，可用于临床诊断和评价GD。自动勾画的VOI与彩超测量的甲状腺体积几乎一致。这为甲状腺体积(重量)的测量提供了一种简单易行，准确性较高的方式，在准确定量甲状腺功能的同时还有助于GD患者131I治疗剂量的估算。

99mTc定量SPECT/CT在甲状腺疾病中的应用研究还有很多。如定量SPECT/CT显示甲状腺高摄取99mTcO4-(>5%)与抗甲状腺药物甲巯咪唑反应较差相关[25]；定量SPECT/CT还可能区分慢性甲状腺炎患者与甲状腺功能正常患者[26]；SUVmax可能在甲状腺热结节的界定方法上发挥重要作用，并最终影响治疗决策[27]。但131I定量SPECT/CT应用目前还不成熟，主要有以下几方面原因：高能量光子散射及准直器模糊效应精确校正较难；高能准直器131I显像空间分辨率明显低于低能准直器99mTc显像[28]，有限分辨率引起部分容积效应更为显著；甲状腺癌术后高剂量的放射性碘治疗后，颈部放射性将会高度浓聚在残留甲状腺组织内，造成一个小区域浓聚很高的放射性，由于死时间的存在可能会严重低估真实的放射性；患者病情不同131I生物半衰期差异很大，不易估算等。已经有学者在对131I定量SPECT/CT做深入研究[28-29]，相信随着技术的发展这些难题也将一一解决。总之，定量SPECT/CT的出现将会使甲状腺疾病的核素诊疗更精细化、精准化。

3 99mTc定量SPECT/CT在其他方面的应用

99mTc定量SPECT/CT除了可以评价甲状腺疾病外，一样可以评价唾液腺功能，因为99mTcO4-同样可以使唾液腺显像。Kim等[30]进行了临床研究，分别在静脉注射15 mCi(1 mCi=37 MBq)99mTcO4-后20 min及40 min行2次定量SPECT/CT，30 min时舌下含服维生素C或者柠檬刺激唾液腺分泌。计算腮腺和下颌下腺20 min的%ID和20～40 min的排泄百分比。产生4个定量参数：腮腺摄取百分比、下颌下腺摄取百分比、腮腺排泄百分比和下颌下腺排泄百分比，结果表明注射显像剂后20 min的下颌下腺摄取百分比对干燥综合征(sjgren’s syndrome，SS)有诊断价值，定量SPECT/CT对客观评价唾液腺的生理功能具有重要作用，可以更有效地鉴别SS。这一研究可能对日后SS新的量化诊断方式的提出及治疗提供依据。

99mTc定量SPECT/CT还可应用于经肝动脉内照射放疗栓塞(transhepatic arterial radioembolization，TARE)前的剂量评估。90Y(Yttrium-90，90Y)微球介入治疗在肝脏恶性肿瘤的治疗中发挥着较为重要的作用，它不仅能替代常规经导管动脉化疗栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)用于中晚期肝癌的治疗，还可以与抗肿瘤药物联合应用治疗晚期肝癌，具有良好的应用前景。90Y微球介入前需先使用99mTc-聚合白蛋白(macro aggregated albumin，MAA)肺灌注显像模拟90Y微球分布，并根据肺灌注显像显示肺分流分数来确定90Y微球的给药剂量，肺分流分数等于肺部放射性计数除以肺部和肝部放射性计数之和的百分比。肺分流分数大于20%，是TARE治疗的绝对禁忌证[31]。单次TARE肺吸收剂量超过30 Gy或多次累积剂量超过50 Gy也被视为TARE的禁忌证[32-33]。如果肺绝对吸收剂量小于30 Gy，在平面显像中测得的肺分流分数超过20%可能也不会引起严重的不良反应；肺绝对吸收剂量偏高，即使平面显像中测得的肺分流分数在20%以下，一样是不能接受的。毫无疑问，基于平面图像的肺分流分数测量存在局限性，使用定量SPECT/CT计算肺分流分数准确性显然会高于平面显像。且在血管造影条件完全相同的情况下，99mTc-MAA在各器官的分布可以模拟90Y微球的介入后在各器官的分布。90Y微球放射剂量与吸收剂量之间存在线性关系，定量SPECT/CT通过对99mTc-MAA在各器官分布定量分析，从而提供不同情况下各器官直观的测定剂量。因此定量99mTc-MAA SPECT/CT将有助于TARE术前更精准及更复杂治疗计划的制定。

4 小结与展望

99mTc定量SPECT/CT拥有广阔的应用前景，其在骨、关节疾病及甲状腺疾病中的应用已较为广泛，并正扩展到核医学各领域。随着SPECT/CT技术的进一步发展，131I等高能核素也将可能实现定量，这些技术发展及临床应用将为核医学精准诊疗提供进一步的技术支持。