骨轉(zhuǎn)移瘤影像學(xué)檢查研究概述

陳 鳳，崔亞利

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，哈爾濱 150081)

骨轉(zhuǎn)移瘤是指發(fā)生于骨外組織或器官的惡性腫瘤轉(zhuǎn)移至骨，不包括原發(fā)性骨腫瘤。骨轉(zhuǎn)移瘤的原發(fā)腫瘤以乳腺癌、肺癌以及前列腺癌多見。在全身轉(zhuǎn)移瘤中，骨骼是繼肺、肝后第三大轉(zhuǎn)移部位[1]。轉(zhuǎn)移最常發(fā)生于富含紅骨髓的肋骨、椎體、骨盆等。據(jù)報(bào)道，30%～70%的惡性腫瘤會發(fā)生骨轉(zhuǎn)移[2]。對惡性腫瘤死者的尸檢發(fā)現(xiàn)，2/3以上的死者伴有骨轉(zhuǎn)移[3]。骨轉(zhuǎn)移瘤患者表現(xiàn)為強(qiáng)烈骨痛、活動受限、病理性骨折、高鈣血癥、脊髓壓迫等，生活質(zhì)量較差。骨轉(zhuǎn)移瘤治療方法包括疼痛藥物治療、化學(xué)治療、氯化鍶(89Sr)放射性治療、125I粒子植入等。治療多為姑息性治療，目的是減少疼痛，預(yù)防骨折，改善患者的生存質(zhì)量等。因而早期發(fā)現(xiàn)和確診具有極其重要的意義。目前，診斷骨轉(zhuǎn)移瘤常用方法有兩大類：①以解剖形態(tài)成像為主的X線、CT、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)檢查；②以功能成像為主的99Tcm-亞甲基二磷酸鹽(99Tcmmethylene diphosphonate，99Tcm-MDP)全身骨顯像、正電子發(fā)射斷層顯像/計(jì)算機(jī)體層成像(positron emission tomography-computed tomography，PET/CT)、單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層儀/計(jì)算機(jī)體層成像(single photon emission computed tomograhpy-computed tomography，SPECT/CT)檢查。SPECT/CT作為功能與解剖融合圖像，不僅可以展現(xiàn)骨骼的血流分布和功能代謝情況，還可以顯示骨轉(zhuǎn)移瘤的形態(tài)信息(成骨型、溶骨型、混合型)，并且可以對病灶進(jìn)行定量分析，即采用最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(maximum standardized uptaken value，SUVmax)測量以判斷病灶的良惡性，是目前最具價(jià)值的檢查手段。

1 X線

骨轉(zhuǎn)移瘤的X線分型包括溶骨型、成骨型、混合型以及無形態(tài)改變型[4]。溶骨型以骨質(zhì)破壞為主，表現(xiàn)為骨松質(zhì)或骨皮質(zhì)內(nèi)低密度區(qū)，邊界清晰，無硬化邊，常伴有軟組織腫塊。成骨型多發(fā)，表現(xiàn)為骨松質(zhì)內(nèi)片狀、結(jié)節(jié)狀高密度影，一般不伴有軟組織腫塊。骨轉(zhuǎn)移瘤侵犯途徑為骨髓-骨小梁-骨皮質(zhì)。X線有較高的空間分辨率，對病灶大小、骨膜反應(yīng)、骨皮質(zhì)連續(xù)性及形態(tài)學(xué)改變(成骨性、溶骨性)有較高的診斷價(jià)值，可根據(jù)骨皮質(zhì)破壞的厚度和長度評估發(fā)生病理性骨折的風(fēng)險(xiǎn)。X線經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、操作簡便、對四肢骨的檢查有一定優(yōu)勢，可根據(jù)要求變換體位拍攝。

X線檢查的缺點(diǎn)是對早期局限于骨髓、尚未出現(xiàn)骨質(zhì)改變的骨轉(zhuǎn)移瘤診斷較為困難，這是因?yàn)閄線是根據(jù)鈣質(zhì)沉積或脫鈣程度導(dǎo)致的骨密度改變判斷疾病的，只有當(dāng)50%以上的骨質(zhì)發(fā)生改變方可出現(xiàn)陽性結(jié)果，發(fā)現(xiàn)時(shí)間比99Tcm-MDP全身骨顯像晚3～6個月[5]。其次，骨轉(zhuǎn)移瘤多發(fā)生于老年患者，而老年患者常伴有骨質(zhì)疏松，導(dǎo)致與骨轉(zhuǎn)移瘤早期細(xì)小溶骨性改變難以發(fā)現(xiàn)，這是X線檢查特異性較低的一個重要原因。

2 CT

骨轉(zhuǎn)移瘤CT表現(xiàn)與X線類似。CT斷層圖像能提供解剖信息，清晰顯示骨皮質(zhì)破壞程度，分辨率高，可發(fā)現(xiàn)X線難以發(fā)現(xiàn)的微小病變和軟組織腫塊。CT三維重建能更為清晰地顯示轉(zhuǎn)移灶的范圍、大小以及與周圍組織的關(guān)系，尤其是對于脊柱轉(zhuǎn)移瘤，CT的敏感性優(yōu)于X線片，能清楚地顯示椎板、椎弓根、關(guān)節(jié)突、棘突、橫突等破壞情況。增強(qiáng)掃描時(shí)，易發(fā)現(xiàn)富血供轉(zhuǎn)移灶，明確病灶與周圍血管、神經(jīng)的關(guān)系。CT對局限于骨髓腔的早期轉(zhuǎn)移瘤具有一定的診斷價(jià)值[6]，且可以在CT引導(dǎo)下進(jìn)行穿刺活檢，具有定位準(zhǔn)確、檢出率高的特點(diǎn)。

由于全身CT掃描對患者的輻射大，因而低劑量螺旋CT成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[7]。另外，CT診斷肋骨骨轉(zhuǎn)移有一定的局限性，當(dāng)肋骨病變范圍較小，骨質(zhì)改變輕微或有隱匿性外傷存在時(shí)，診斷較困難。

3 MRI

骨轉(zhuǎn)移瘤在T1加權(quán)成像上呈低信號，在T2加權(quán)成像上為不同程度的高信號。骨轉(zhuǎn)移灶與正常脂肪信號對比度較強(qiáng)。壓脂后，含水量高的轉(zhuǎn)移灶仍為高信號，而骨髓脂肪組織的信號減低，所以MRI對早期侵犯骨髓的轉(zhuǎn)移灶敏感性高[8]。研究顯示，MRI診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的效能高于全身骨掃描[9]。與CT一樣，MRI也可以顯示轉(zhuǎn)移灶侵犯的部位、范圍、大小、與周圍組織的關(guān)系以及受累情況等，特別是對于脊柱轉(zhuǎn)移灶，MRI具有明顯優(yōu)勢。軸位、冠狀位以及矢狀位多平面掃描可顯示脊髓硬膜囊、神經(jīng)根以及脊髓等的受累情況。研究表明，MRI較全身骨顯像對脊柱轉(zhuǎn)移灶有更高的檢出率[10]。壓脂序列能夠更好地判別骨轉(zhuǎn)移灶與退行性變等良性病變。近年來，背景抑制擴(kuò)散加權(quán)成像診斷骨轉(zhuǎn)移已成為研究熱點(diǎn)，并輔有3D后處理重建。在骨轉(zhuǎn)移瘤中，惡性腫瘤細(xì)胞體積較大，排列密集，細(xì)胞外間隙少，水?dāng)U散速率較正常組織慢，圖像顯示為高信號病灶，病灶檢出率較高[11]。據(jù)報(bào)道，背景抑制擴(kuò)散加權(quán)成像診斷骨轉(zhuǎn)移的敏感性與全身骨顯像相當(dāng)，但特異性高，對骨盆、四肢的骨轉(zhuǎn)移顯示較好[12]。

MRI的缺點(diǎn)是骨皮質(zhì)在T1和T2中均為低信號，對于骨皮質(zhì)病變的檢出不如CT靈敏，對發(fā)生在骨皮質(zhì)的骨轉(zhuǎn)移診斷有一定的困難；由于線圈限制，MRI掃描時(shí)間長，不能一次檢查全身骨骼；呼吸運(yùn)動也會影響肋骨病灶的檢出[13]。此外，MRI價(jià)格較X線、CT昂貴。

4 99Tcm-MDP全身骨顯像

99Tcm-MDP全身骨顯像是診斷骨轉(zhuǎn)移的常用方法，其原理如下：99Tcm-MDP經(jīng)靜脈注射后，主要與骨的無機(jī)鹽成分進(jìn)行化學(xué)吸附、離子交換，與骨的有機(jī)成分結(jié)合形成骨組織顯像。病變部位的血流量和代謝活躍度直接影響核素?cái)z取量。當(dāng)成骨活躍，在圖像上則顯示為放射性濃聚區(qū)，即熱區(qū)；破骨活躍或血流量較少時(shí)，表現(xiàn)為放射性分布稀疏區(qū)，即冷區(qū)。目前臨床以99Tcm-MDP全身骨顯像為主要檢查手段，通常用于術(shù)前篩查、術(shù)后監(jiān)測以及骨轉(zhuǎn)移治療后療效評價(jià)，骨轉(zhuǎn)移瘤多表現(xiàn)為中軸骨的多發(fā)熱區(qū)。全身骨顯像早期即可發(fā)現(xiàn)全身各處骨轉(zhuǎn)移灶，且操作簡單，一次檢查即可全身成像，敏感性高。研究發(fā)現(xiàn)，99Tcm-MDP全身骨顯像對于成骨性骨轉(zhuǎn)移的檢出率高于PET/CT[14]，且價(jià)格相對低廉。

99Tcm-MDP全身骨顯像的不足之處在于空間分辨率低，難以發(fā)現(xiàn)直徑<1.5 cm的病變，對骨病變的定位較差[15]。另外，骨轉(zhuǎn)移瘤在全身骨顯像上并無特征性表現(xiàn)，骨折、退行性變等導(dǎo)致的放射性攝取增加時(shí)，診斷骨轉(zhuǎn)移的假陽性率高、特異性較低，鑒別良惡性腫瘤較困難[16]；當(dāng)腫瘤骨引起骨質(zhì)破壞，周圍尚未形成新生骨或代謝緩慢，放射性攝取增加不明顯時(shí)可導(dǎo)致假陰性結(jié)果。

5 PET/CT

PET/CT融合圖像兼具解剖和功能信息。PET/CT的放射性顯像劑多樣，當(dāng)前最常用的是18氟-脫氧葡萄糖(18F-fluorodeoxyglucose，18F-FDG)。惡性腫瘤分裂增殖加速，葡萄糖代謝失常，F(xiàn)DG滯留在細(xì)胞內(nèi)，在PET/CT上表現(xiàn)為放射性異常濃聚。PET/CT不僅可以直接探知骨轉(zhuǎn)移病灶，同時(shí)還可對全身器官進(jìn)行顯像。因此對以骨轉(zhuǎn)移為首發(fā)，原發(fā)腫瘤未明的惡性腫瘤有獨(dú)特優(yōu)勢。有研究表明，PET/CT診斷骨轉(zhuǎn)移的敏感性較高，特別是局限于骨髓內(nèi)還未引起形態(tài)學(xué)改變的早期轉(zhuǎn)移灶[17]。Qu等[18]認(rèn)為，PET/CT融合成像的敏感性和特異性均高于MRI和全身骨顯像。另外，18F-FDG PET/CT對溶骨性病灶的診斷率也較高[19]，這是因?yàn)槿芄遣≡钛┹^少，細(xì)胞缺氧，F(xiàn)DG攝取較多。PET/CT診斷成骨性骨轉(zhuǎn)移灶的敏感性低，診斷炎癥、結(jié)節(jié)病等的特異性較低[20-22]。PET/CT的費(fèi)用較高，給患者帶來一定的經(jīng)濟(jì)壓力。

SUVmax是對PET/CT圖像進(jìn)行分析的重要半定量指標(biāo)，對腫瘤的早期診斷、良惡鑒別、療效評價(jià)等有重要作用。SUV=單位體積病變組織顯像劑活度(Bq/mL)/[顯像劑注射劑量(Bq)/體重(g)]。SUVmax已被廣泛用于18F-FDG PET/CT診斷惡性腫瘤[23-26]。研究發(fā)現(xiàn)，溶骨性骨轉(zhuǎn)移瘤病灶的SUVmax明顯高于成骨性病灶(8.02±4.85比4.79±2.61)[27]。

6 SPECT/CT

SPECT/CT融合成像將高分辨率形態(tài)顯像與高敏感性功能顯像有機(jī)結(jié)合，并借助SUVmax定量評估鑒別骨骼病灶。SPECT/CT成像是在99Tcm-MDP全身骨顯像結(jié)束后，針對感興趣區(qū)進(jìn)行SPECT斷層掃面和CT掃描，在后處理系統(tǒng)進(jìn)行圖像融合。SPECT/CT圖像融合是核醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)的一大進(jìn)步。儀器改革是診斷進(jìn)步的助推力。SPECT/CT是將可變雙角探頭SPECT和有多個探測器的CT掃描儀并排安裝在同一個設(shè)備上，將功能代謝與解剖形態(tài)有效結(jié)合起來的一種影像學(xué)檢查方法[28]。其中CT掃描儀具有常規(guī)診斷功能，而非以前的僅能進(jìn)行解剖定位和衰減校正的舊式CT，是真正意義上的圖像融合，診斷效率更佳。

SPECT/CT診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的優(yōu)勢在于定位準(zhǔn)確，分辨率高。SPECT/CT可提供詳細(xì)的解剖形態(tài)學(xué)信息。相比全身骨顯像平面圖像，SPECT/CT能明確病變的部位和范圍，同時(shí)顯示病灶與周圍組織的解剖關(guān)系，明確侵襲范圍[29]。溶骨性病灶或混合病灶中成骨反應(yīng)較少，顯像劑不易吸附于骨中，SPECT常常表現(xiàn)為陰性，易漏診[30]。SPECT/CT融合成像可借助CT上明顯的解剖形態(tài)改變進(jìn)行診斷，避免漏診。惡性腫瘤和骨良性病變均好發(fā)于老年人，因此如何區(qū)分非常重要。對于無形態(tài)學(xué)改變者，SPECT/CT可借助濃聚灶在CT上的具體解剖位置初步區(qū)分濃聚灶的良惡性，如若濃聚灶位于椎體或侵犯椎弓根，惡性可能性大；若濃聚于關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)，良性的可能性大[31]。

同機(jī)融合時(shí)，CT也可借助SPECT斷層定位診斷，腫瘤轉(zhuǎn)移早期，先有功能血流信息改變，再有形態(tài)學(xué)改變，SPECT較CT能更早地反映病變，SPECT斷層圖像可以發(fā)現(xiàn)細(xì)微病變，指引閱片者仔細(xì)分析放射性分布異常部位的CT圖像，提高讀片效率，避免漏診。CT與SPECT的檢查結(jié)果低于同機(jī)融合圖像的效果。

SPECT/CT檢查的特異性和準(zhǔn)確性極高，定性診斷效能較高。研究表明，與SPECT相比，SPECT/CT診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的特異性和準(zhǔn)確性顯著提高[32]。Horger等[33]研究表明，SPECT診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的靈敏度為94%、特異度為19%，SPECT/CT同機(jī)顯像診斷骨轉(zhuǎn)移瘤的靈敏度為98%，特異度為81%，SPECT/CT診斷的特異性顯著提高。Delbeke等[34]研究指出，SPECT/CT可提高鑒別診斷骨良惡性病灶的能力，降低99Tcm-MDP全身骨顯像診斷骨轉(zhuǎn)移的假陽性率，特異性明顯提高。SPECT/CT同機(jī)融合顯像鑒別骨良惡性病灶有很好的臨床應(yīng)用價(jià)值。全身骨顯像是平面顯像，重疊部位較難分清。研究發(fā)現(xiàn)，約30%的患者全身骨顯像結(jié)果在應(yīng)用SPECT/CT后發(fā)生變化，腫瘤臨床分期上調(diào)或下調(diào)[35-36]。SPECT/CT應(yīng)用薄層CT 掃描時(shí)，其診斷效果更好。

SUV可對病灶的良惡性進(jìn)行定量評估，并可量化治療效果。SUV值是核醫(yī)學(xué)重要的量化指標(biāo)。研究顯示，執(zhí)行一種標(biāo)準(zhǔn)模型SPECT/CT掃描，根據(jù)得到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)(放射性計(jì)數(shù)、病灶體積等)計(jì)算出局部放射性活性濃度(activity concentration，ACC)，再由公式SUV=ACC×體重/注射活性得出SUV值[37-38]。文獻(xiàn)報(bào)道，前列腺癌患者的骨濃聚灶中，轉(zhuǎn)移灶的SUVmax高于退行性病灶[39]。Beck等[40]研究證明，對比視覺診斷結(jié)果，應(yīng)用SUVmax定量分析后，1/3以上的視覺診斷結(jié)果發(fā)生改變。在骨轉(zhuǎn)移治療療效評判上，SUVmax更具優(yōu)勢，可以用量化值跟蹤患者療效。有學(xué)者提出，SUVmax上升30%為進(jìn)展，下降30%為好轉(zhuǎn)，兩者之間為穩(wěn)定，以此減少視覺診斷帶來的誤差，及時(shí)調(diào)整治療方案[41-42]。王海巖等[43]發(fā)現(xiàn)，以SUVmax>7.96診斷肋骨病變(損傷、轉(zhuǎn)移)的靈敏度為95%，以SUVmax>20.45診斷肋骨轉(zhuǎn)移的特異度達(dá)91%。SPECT/CT SUVmax在骨病變診斷中是從定性到定量的一大飛躍。

SPECT/CT也存在不足，SPECT/CT 斷層掃描受探頭影響，不能一次行全身斷層掃描，同時(shí)也必須考慮患者所承受的輻射劑量，因此需要在全身骨顯像的基礎(chǔ)上，對可疑部位做出有針對性的斷層融合顯像[44]。CT由于設(shè)備限制，難以達(dá)到高分辨率薄層CT的效果。SPECT對于細(xì)小病變部位早期血流量變化不明顯的轉(zhuǎn)移灶也很難鑒別。同時(shí)由于掃描床位限制，SPECT/CT一次不能對全身進(jìn)行斷層顯像，患者檢查時(shí)間較全身骨顯像長，有時(shí)一次顯像不能確診，需要再次復(fù)查或進(jìn)行病理檢查加以驗(yàn)證[45-46]。

7 小 結(jié)

X線、CT、MRI、PET/CT等影像學(xué)檢查方法診斷骨轉(zhuǎn)移瘤各有優(yōu)劣勢。目前，X線檢查一般作為篩查手段，CT、MRI補(bǔ)充確診，PET/CT用于疑難病例或全身廣泛多系統(tǒng)轉(zhuǎn)移灶的確診。99Tcm-MDP全身骨顯像和SPECT/CT多用于術(shù)前排除骨轉(zhuǎn)移、治療后隨訪以及療效評價(jià)等。SPECT/CT結(jié)合SUVmax診斷骨轉(zhuǎn)移具有較高的性價(jià)比，不僅能準(zhǔn)確定位骨轉(zhuǎn)移灶，有極高診斷符合率，同時(shí)降低了全身骨顯像診斷骨轉(zhuǎn)移的假陽性率，對骨轉(zhuǎn)移類型的診斷也有一定的價(jià)值，更可借助SUVmax進(jìn)行量化評估，在診斷和療效評價(jià)上有著極大優(yōu)勢。對于臨床醫(yī)師，SPECT/CT一次成像即可提供解剖和功能兩方面的信息，可起到快速確診、盡早提供治療方案的作用；對患者來說，減少了多次檢查的繁瑣和痛苦，避免一定的經(jīng)濟(jì)損失等。但并非所有骨掃描患者都需要做斷層顯像。在今后的臨床工作中，應(yīng)將SPECT/CT應(yīng)用到有需要的患者中。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，低劑量放射診斷CT的出現(xiàn)將進(jìn)一步推動SPECT/CT的發(fā)展和應(yīng)用。