SPECT/CT顯像診斷脊柱單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤效能分析及有效輻射劑量評(píng)估

劉雪輝，李洪均，于鴻煦，周爽，樓明(天津市第三中心醫(yī)院，天津 300170)

SPECT/CT顯像診斷脊柱單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤效能分析及有效輻射劑量評(píng)估

劉雪輝，李洪均，于鴻煦，周爽，樓明(天津市第三中心醫(yī)院，天津 300170)

摘要：目的評(píng)價(jià)SPECT/CT顯像對(duì)脊柱單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的診斷效能并估算顯像過程中患者所接受的有效輻射劑量。方法 選擇有惡性腫瘤病史且經(jīng)核素全身骨顯像檢查發(fā)現(xiàn)疑似脊柱轉(zhuǎn)移瘤單個(gè)椎體病灶的患者67例，對(duì)可疑椎體病灶行同機(jī)SPECT/CT顯像，以病理學(xué)或6個(gè)月以上影像學(xué)(X線、CT、MRI或SPECT/CT)隨訪確診結(jié)果為診斷標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算SPECT、CT圖像及SPECT/CT圖像診斷脊柱轉(zhuǎn)移瘤的靈敏性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值，繪制ROC曲線評(píng)價(jià)SPECT、CT和SPECT/CT圖像分析方法對(duì)脊柱單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的診斷效能。計(jì)算行SPECT/CT檢查時(shí)注入患者體內(nèi)的放射性核素活度，記錄同機(jī)螺旋CT檢查時(shí)劑量長(zhǎng)度乘積，估算SPECT/CT檢查時(shí)放射性核素與同機(jī)CT所致患者接受的有效輻射劑量(以下稱有效劑量)。結(jié)果SPECT/CT顯像診斷脊柱轉(zhuǎn)移瘤的靈敏性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值分別為92.7%、88.5%、92.7%、88.5%、91.0%，均高于SPECT及CT單項(xiàng)檢查。ROC曲線示對(duì)脊柱轉(zhuǎn)移瘤診斷效能準(zhǔn)確性最高的為SPECT/CT顯像(AUC=0.950，P<0.01)； 其次為CT及SPECT。SPECT/CT檢查時(shí)患者接受的有效劑量分別為(4.01±0.35)、(2.49±0.97)mSv。結(jié)論SPECT/CT顯像對(duì)脊柱單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的診斷效能高于SPECT及CT單項(xiàng)檢查。同機(jī)CT掃描可增加有效劑量。

關(guān)鍵詞：放射性核素顯像；X線計(jì)算機(jī)，體層攝影術(shù)；脊柱轉(zhuǎn)移瘤；輻射劑量

脊柱是骨轉(zhuǎn)移瘤常見的好發(fā)部位，早期診斷對(duì)惡性腫瘤的分期、綜合治療方案的制定具有重要作用。核素全身骨顯像是目前診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的常規(guī)檢查方法，一次檢查可顯示全身骨骼代謝及形態(tài)變化，但其對(duì)脊柱單發(fā)病灶性質(zhì)的診斷缺乏特異性。配備有診斷級(jí)螺旋CT的SPECT/CT一體機(jī)在發(fā)現(xiàn)病灶的同時(shí)可進(jìn)行同機(jī)CT掃描，實(shí)現(xiàn)功能影像與解剖影像的同機(jī)融合，大大提高了診斷價(jià)值，節(jié)約了檢查時(shí)間及成本[1,2]。但行SPECT/CT檢查時(shí)患者除接受γ射線外還要接受同機(jī)CT檢查的X射線，可造成輻射劑量的增加。2013年6月～2014年5 月，我們對(duì)67例疑似單個(gè)椎體病灶的脊柱轉(zhuǎn)移瘤患者行脊柱SPECT/CT顯像檢查，并與SPECT及CT單項(xiàng)檢查結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，探討SPECT/CT顯像對(duì)脊柱單發(fā)可疑轉(zhuǎn)移瘤的診斷效能及檢查過程中患者接受的放射性核素有效輻射劑量(以下稱有效劑量)，旨在為SPECT/CT顯像的合理應(yīng)用提供依據(jù)。

1資料與方法

1.1臨床資料選擇同期有惡性腫瘤病史且經(jīng)核素全身骨顯像檢查發(fā)現(xiàn)疑似單個(gè)椎體病灶的脊柱轉(zhuǎn)移瘤患者67例，男39例、女28例，年齡30～89(62.69±12.27)歲。原發(fā)惡性腫瘤均經(jīng)病理學(xué)檢查證實(shí)，其中肺癌22例、原發(fā)性肝癌19例、乳腺癌15例、前列腺癌6例、甲狀腺癌2例、膽管細(xì)胞癌2例、膽囊癌1例；病程3個(gè)月～5年。椎體可疑病灶位于頸椎5例、胸椎21例、腰椎35例、骶椎6例。所有病例隨訪時(shí)間均大于6個(gè)月，排除最終未確診及失訪者。

1.2檢查方法所用放射性核素顯像劑99mTc-MDP由北京森科醫(yī)藥有限公司提供，放化純>95%；采用美國(guó)Capintec公司生產(chǎn)的CRC-15活度計(jì)測(cè)量放射性核素活度；顯像儀器采用德國(guó)西門子公司的Symbia T2型SPECT/CT儀。對(duì)脊柱單發(fā)可疑病灶行SPECT/CT顯像檢查。靜脈注射顯像劑99mTc-MDP 554.26～859.51 MBq，按照《核醫(yī)學(xué)操作規(guī)范》規(guī)定的核素全身骨顯像注射劑量范圍555～1 110 MBq并結(jié)合患者體質(zhì)量確定注射劑量。注射后囑患者2 h內(nèi)飲水500～1 000 mL，2～5 h內(nèi)行核素全身骨顯像。顯像前囑患者排盡尿液，平臥于檢查床，采用低能高分辨準(zhǔn)直器，能窗140 keV，窗寬15%，掃描速度為15～20 cm/min。對(duì)脊柱單發(fā)病灶首先采集SPECT圖像，再以病灶為中心采集CT圖像。SPECT采集條件：雙探頭各旋轉(zhuǎn)180°，矩陣64×64，20 s/幀。CT采集條件：同機(jī)CT管電壓130 kV，管電流20～345 mAs，層厚5 mm，采集過程中應(yīng)用Symbia T2系統(tǒng)CARE Dose 4D軟件以患者身體Z軸、X軸及Y軸在定位像基礎(chǔ)上調(diào)整管電流，控制圖像噪聲。采集的圖像由西門子Syngo后處理工作站E.soft軟件行圖像后處理及融合處理，重建獲得橫斷面、冠狀面、矢狀面的SPECT、CT及SPECT/CT圖像。

1.3圖像分析及診斷標(biāo)準(zhǔn)由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的核醫(yī)學(xué)醫(yī)師分別對(duì)SPECT、CT及SPECT/CT圖像進(jìn)行獨(dú)立、盲法閱片，行4分制評(píng)分。良性為1分，可能良性為2分，可能轉(zhuǎn)移為3分，轉(zhuǎn)移為4分。評(píng)分為1或2分計(jì)為良性病灶，3或4分計(jì)為轉(zhuǎn)移病灶[3]。同一病例2位醫(yī)師診斷不一致時(shí)，以其討論協(xié)商結(jié)果為準(zhǔn)。脊柱轉(zhuǎn)移瘤SPECT/CT診斷標(biāo)準(zhǔn)：①SPECT圖像表現(xiàn)為異常放射性濃聚和(或)稀疏區(qū)位于椎體和(或)椎弓根。②CT圖像表現(xiàn)為單發(fā)或多發(fā)的片狀蟲蝕樣骨質(zhì)破壞區(qū)，可有硬化邊，可伴軟組織腫塊形成(溶骨性病變)及松質(zhì)骨內(nèi)斑點(diǎn)、片狀或結(jié)節(jié)狀邊緣模糊的高密度灶(成骨性病變)；或兼有上述兩種表現(xiàn)(混合性病變)。③SPECT/CT圖像上SPECT所示異常放射性分布區(qū)在CT圖像呈溶骨、成骨或混合性病變，部分可表現(xiàn)為CT圖像無明顯異常骨質(zhì)改變。脊柱轉(zhuǎn)移瘤確診依據(jù)[1～3]：①以手術(shù)或穿刺病理學(xué)作為確診依據(jù)；②對(duì)于無法行手術(shù)或穿刺病理學(xué)檢查者以隨訪6個(gè)月以上的影像學(xué)確診結(jié)果作為確診依據(jù)，包括復(fù)查SPECT/CT顯像示放射性濃聚程度改變或出現(xiàn)多發(fā)骨轉(zhuǎn)移，并經(jīng)X線、CT或MRI復(fù)查確診。

1.4診斷效能分析以病理學(xué)或6個(gè)月以上影像學(xué)隨訪確診結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算SPECT、CT圖像及SPECT/CT融合圖像的靈敏性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值。

1.5有效輻射劑量估算SPECT/CT檢查時(shí)采用活度計(jì)測(cè)量放射性核素活度。放射性核素活度=注射前活度-注射后活度。根據(jù)國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)發(fā)布的單位活度有效吸收劑量參數(shù)(99mTc-MDP為0.005 7)[4]估算放射性核素所致有效劑量。計(jì)算CT掃描時(shí)的劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)，分別計(jì)算頸椎、胸椎、腰椎、骶椎各部位所接受的有效劑量(有效劑量=k×DLP)。k為ICRP發(fā)布的反映軀體不同部位接受輻射時(shí)有效劑量轉(zhuǎn)換因子。

2結(jié)果

2.1診斷效能經(jīng)核素全身骨顯像檢查發(fā)現(xiàn)的67個(gè)脊柱單發(fā)可疑病灶中，最終確診脊柱骨轉(zhuǎn)移瘤41個(gè)(其中8個(gè)經(jīng)病理學(xué)檢查確診，其余33個(gè)經(jīng)6個(gè)月以上的影像學(xué)隨訪確診)、良性病灶26個(gè)(全部經(jīng)6個(gè)月以上X線、CT或MRI等影像學(xué)隨訪確診，其中9個(gè)為骨質(zhì)疏松壓縮性骨折，17個(gè)為退行性改變)。SPECT、CT及SPECT/CT顯像診斷脊柱單發(fā)轉(zhuǎn)移癌病灶的靈敏性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值見表1；ROC曲線顯示，診斷準(zhǔn)確性最高的為SPECT/CT顯像(AUC =0.950，P<0.01)， 其次為CT(AUC =0.871，P<0.01)，最低為SPECT(AUC =0.691，P<0.01)。

表1　SPECT、CT和SPECT/CT顯像對(duì)脊柱單發(fā)

2.2有效劑量SPECT/CT檢查時(shí)注入的放射性核素活度為(711.94±36.92)MBq，其有效劑量為(4.01±0.35)mSv；同機(jī)CT掃描時(shí)DLP為(160.47±45.86)mGy·cm，其有效劑量為(2.49±0.97)mSv。脊柱不同顯像部位有效劑量見表2。

表2　SPECT/CT檢查放射性核素與CT檢查中脊柱

3討論

脊柱是骨轉(zhuǎn)移瘤的好發(fā)部位。核素全身骨顯像診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的靈敏度高，一次成像可顯示全身骨骼，是診斷及隨訪骨轉(zhuǎn)移瘤的首選方法。但其反映的是病灶局部骨代謝(成骨的活躍程度)狀況，因此特異性不高[5]。SPECT骨斷層顯像無組織重疊的干擾，影像分辨率高，假陰性率低[6]。CT檢查有較高的組織分辨率和軟組織對(duì)比度，能夠清晰顯示骨皮質(zhì)及骨小梁的改變，但對(duì)于骨質(zhì)形態(tài)及密度均未發(fā)生明顯變化的早期骨轉(zhuǎn)移灶診斷效能較低[7]。配有診斷級(jí)螺旋CT的SPECT/CT一體機(jī)可針對(duì)全身骨顯像的異常放射性分布區(qū)進(jìn)行融合顯像，將SPECT顯示局部功能改變的特點(diǎn)和CT的解剖圖像有機(jī)地結(jié)合起來，可明顯提高診斷的敏感性、特異性及準(zhǔn)確性，且能夠?qū)寝D(zhuǎn)移瘤的類型(溶骨性、成骨性或混合性)進(jìn)行鑒別，對(duì)制定治療方案有指導(dǎo)作用。

Zhang等[3]研究了90名惡性腫瘤患者的脊柱單發(fā)病灶，發(fā)現(xiàn)SPECT及SPECT/CT顯像對(duì)于脊柱單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的診斷準(zhǔn)確性分別為58.9%及91.1%，證實(shí)SPECT/CT顯像的診斷效能更高。本研究結(jié)果顯示，SPECT/CT診斷脊柱單發(fā)轉(zhuǎn)移瘤的靈敏性、特異性、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值均高于SPECT及CT顯像，主要原因?yàn)镾PECT/CT顯像與解剖相結(jié)合，具備SPECT及CT顯像的優(yōu)勢(shì)。Sharma等[7]通過繪制ROC曲線比較了SPECT、CT及SPECT/CT檢查對(duì)肺癌患者可疑骨轉(zhuǎn)移灶的診斷效能，發(fā)現(xiàn)SPECT/CT及CT的診斷效能均高于SPECT。分析本研究ROC曲線，以SPECT/ CT的診斷效能最高，其次為CT，再次為SPECT。

SPECT/CT顯像過程中患者不僅要接受放射性核素所釋放的γ射線，還要接受CT檢查所發(fā)射的X射線，使得患者接受SPECT/CT檢查的有效劑量是放射性藥物與CT掃描的總和，不可避免地增加了所接受的有效劑量，因此應(yīng)重視SPECT/CT顯像過程中所產(chǎn)生的額外輻射現(xiàn)象，以最大程度地減輕輻射對(duì)患者的影響。盡管放射學(xué)影像診斷時(shí)產(chǎn)生的低劑量輻射(<100 mSv)是否存在輻射風(fēng)險(xiǎn)至今仍存爭(zhēng)議，但電離輻射確實(shí)可導(dǎo)致輻射效應(yīng)的發(fā)生率增加[8,9]。ICRP推薦在醫(yī)療診斷獲益與CT掃描所造成的潛在輻射風(fēng)險(xiǎn)問題上應(yīng)予以平衡，使患者獲益最大化。

現(xiàn)代SPECT/CT設(shè)備一般均配有高敏感性、高分辨率晶體及準(zhǔn)直器，因此在不影響圖像質(zhì)量前提下可通過減少注入放射性藥物活度的方法減少放射性藥物所致的輻射。SPECT/CT骨顯像時(shí)所用的放射性核素為99mTc-MDP，其常規(guī)顯像劑量產(chǎn)生的γ射線對(duì)人體無確定性不良影響，但存在潛在的輻射風(fēng)險(xiǎn)。本研究SPECT/CT檢查時(shí)放射性核素的有效劑量低于范六一等[10]報(bào)道，提示在不影響圖像質(zhì)量前提下,可結(jié)合患者體質(zhì)量減少放射性藥物的活度以降低有效劑量。本研究SPECT/CT檢查時(shí)CT有效劑量亦低于Sharma等[11]的報(bào)道，與本研究?jī)H對(duì)脊柱單發(fā)病灶行SPECT/CT檢查，且CT掃描范圍小、有效劑量較低有關(guān)。我們認(rèn)為，在SPECT顯像發(fā)現(xiàn)可疑病灶或需要了解病灶詳細(xì)信息時(shí)，可進(jìn)一步行SPECT/CT檢查，在滿足臨床診斷需求的情況下應(yīng)盡可能縮小CT掃描范圍， 以減少有效劑量。

總之，SPECT/CT顯像對(duì)脊柱可疑轉(zhuǎn)移瘤的診斷效能高于SPECT及CT單項(xiàng)檢查，同機(jī)CT檢查雖可增加有效輻射劑量，但仍符合輻射防護(hù)實(shí)踐正當(dāng)化原則，縮小CT掃描范圍可降低有效劑量。

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Diagnostic efficiency of SPECT/CT imaging in diagnosing solitary spinal

metastasis and assessing effective radiation dosage

LIUXue-hui,LIHong-jun,YUHong-xu,ZHOUShuang,LOUming

(TianjinThirdCentralHospital,Tianjin300170,China)

Abstract:ObjectiveTo evaluate the diagnostic efficiency of SPECT/CT in diagnosing indeterminate solitary spinal metastasis and assessing the effective radiation dosage. Methods A total of 67 patients with history of primary cancer who had solitary spinal lesions that could not be definitively diagnosed using99mTc-MDP bone whole body scan were enrolled and SPECT/CT was performed. The pathological results or follow-up(≥6 months) results of X-ray, CT, MRI or SPECT/CT were the standards of final diagnosis. The sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value and negative predictive value of SPECT, CT and SPECT/CT imaging were calculated respectively, and the diagnostic efficiency of SPECT/CT imaging was assessed by using receiver operating characteristic (ROC) analysis in diagnosing indeterminate solitary spinal metastasis. The injected radionuclide activity in patients was calculated for the SPECT/CT inspection, and the dose-length product(DLP) of spiral CT examination in the same machine was also assessed. During the SPECT/CT examination, the effective radiation dosage of radionuclide received in patients with the same machine CT was estimated (hereinafter referred as the effective dose). ResultsThe sensitivity, specificity, accuracy, negative predictive value and positive predictive value for SPECT/CT imaging were 92.7%, 88.5%, 92.7%, 88.5% and 91.0% respectively, higher than that of SPECT and CT alone. The area under the ROC curve showed that SPECT/CT imaging had the highest diagnostic efficiency in diagnosing indeterminate solitary spinal metastasis (AUC=0.950, P<0.01), and the following was CT and SPECT. The effective doses were 4.01±0.35 mSv and 2.49±0.97 mSv when patients underwent SPECT/CT examination. ConclusionsSPECT/CT imaging was more efficiency as compared with separate sets of SPECT and CT images. The effective radiation dose due to CT increases.

Key words:radionuclide imaging; X-ray computed, tomography; spinal metastatic tumor; radiation dosage

(收稿日期：2014-12-03)

作者簡(jiǎn)介：第一劉雪輝(1977-)，男，主治醫(yī)師，研究方向?yàn)楹怂仫@像與治療。E-mail:liuxuehui1978@tom.com

基金項(xiàng)目：天津市衛(wèi)生局科技基金資助項(xiàng)目(2013KZ12)。

中圖分類號(hào)：R814.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-266X(2015)10-0007-04

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.10.003