骨轉移瘤影像學檢查研究概述

陳 鳳，崔亞利

(哈爾濱醫科大學附屬腫瘤醫院核醫學科，哈爾濱 150081)

骨轉移瘤是指發生于骨外組織或器官的惡性腫瘤轉移至骨，不包括原發性骨腫瘤。骨轉移瘤的原發腫瘤以乳腺癌、肺癌以及前列腺癌多見。在全身轉移瘤中，骨骼是繼肺、肝后第三大轉移部位[1]。轉移最常發生于富含紅骨髓的肋骨、椎體、骨盆等。據報道，30%～70%的惡性腫瘤會發生骨轉移[2]。對惡性腫瘤死者的尸檢發現，2/3以上的死者伴有骨轉移[3]。骨轉移瘤患者表現為強烈骨痛、活動受限、病理性骨折、高鈣血癥、脊髓壓迫等，生活質量較差。骨轉移瘤治療方法包括疼痛藥物治療、化學治療、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，預防骨折，改善患者的生存質量等。因而早期發現和確診具有極其重要的意義。目前，診斷骨轉移瘤常用方法有兩大類：①以解剖形態成像為主的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、正電子發射斷層顯像/計算機體層成像(positron emission tomography-computed tomography，PET/CT)、單光子發射型計算機斷層儀/計算機體層成像(single photon emission computed tomograhpy-computed tomography，SPECT/CT)檢查。SPECT/CT作為功能與解剖融合圖像，不僅可以展現骨骼的血流分布和功能代謝情況，還可以顯示骨轉移瘤的形態信息(成骨型、溶骨型、混合型)，并且可以對病灶進行定量分析，即采用最大標準化攝取值(maximum standardized uptaken value，SUVmax)測量以判斷病灶的良惡性，是目前最具價值的檢查手段。

1 X線

骨轉移瘤的X線分型包括溶骨型、成骨型、混合型以及無形態改變型[4]。溶骨型以骨質破壞為主，表現為骨松質或骨皮質內低密度區，邊界清晰，無硬化邊，常伴有軟組織腫塊。成骨型多發，表現為骨松質內片狀、結節狀高密度影，一般不伴有軟組織腫塊。骨轉移瘤侵犯途徑為骨髓-骨小梁-骨皮質。X線有較高的空間分辨率，對病灶大小、骨膜反應、骨皮質連續性及形態學改變(成骨性、溶骨性)有較高的診斷價值，可根據骨皮質破壞的厚度和長度評估發生病理性骨折的風險。X線經濟實惠、操作簡便、對四肢骨的檢查有一定優勢，可根據要求變換體位拍攝。

X線檢查的缺點是對早期局限于骨髓、尚未出現骨質改變的骨轉移瘤診斷較為困難，這是因為X線是根據鈣質沉積或脫鈣程度導致的骨密度改變判斷疾病的，只有當50%以上的骨質發生改變方可出現陽性結果，發現時間比99Tcm-MDP全身骨顯像晚3～6個月[5]。其次，骨轉移瘤多發生于老年患者，而老年患者常伴有骨質疏松，導致與骨轉移瘤早期細小溶骨性改變難以發現，這是X線檢查特異性較低的一個重要原因。

2 CT

骨轉移瘤CT表現與X線類似。CT斷層圖像能提供解剖信息，清晰顯示骨皮質破壞程度，分辨率高，可發現X線難以發現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移灶的范圍、大小以及與周圍組織的關系，尤其是對于脊柱轉移瘤，CT的敏感性優于X線片，能清楚地顯示椎板、椎弓根、關節突、棘突、橫突等破壞情況。增強掃描時，易發現富血供轉移灶，明確病灶與周圍血管、神經的關系。CT對局限于骨髓腔的早期轉移瘤具有一定的診斷價值[6]，且可以在CT引導下進行穿刺活檢，具有定位準確、檢出率高的特點。

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

3 MRI

骨轉移瘤在T1加權成像上呈低信號，在T2加權成像上為不同程度的高信號。骨轉移灶與正常脂肪信號對比度較強。壓脂后，含水量高的轉移灶仍為高信號，而骨髓脂肪組織的信號減低，所以MRI對早期侵犯骨髓的轉移灶敏感性高[8]。研究顯示，MRI診斷骨轉移瘤的效能高于全身骨掃描[9]。與CT一樣，MRI也可以顯示轉移灶侵犯的部位、范圍、大小、與周圍組織的關系以及受累情況等，特別是對于脊柱轉移灶，MRI具有明顯優勢。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移灶有更高的檢出率[10]。壓脂序列能夠更好地判別骨轉移灶與退行性變等良性病變。近年來，背景抑制擴散加權成像診斷骨轉移已成為研究熱點，并輔有3D后處理重建。在骨轉移瘤中，惡性腫瘤細胞體積較大，排列密集，細胞外間隙少，水擴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]。據報道，背景抑制擴散加權成像診斷骨轉移的敏感性與全身骨顯像相當，但特異性高，對骨盆、四肢的骨轉移顯示較好[12]。

MRI的缺點是骨皮質在T1和T2中均為低信號，對于骨皮質病變的檢出不如CT靈敏，對發生在骨皮質的骨轉移診斷有一定的困難；由于線圈限制，MRI掃描時間長，不能一次檢查全身骨骼；呼吸運動也會影響肋骨病灶的檢出[13]。此外，MRI價格較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移的常用方法，其原理如下：99Tcm-MDP經靜脈注射后，主要與骨的無機鹽成分進行化學吸附、離子交換，與骨的有機成分結合形成骨組織顯像。病變部位的血流量和代謝活躍度直接影響核素攝取量。當成骨活躍，在圖像上則顯示為放射性濃聚區，即熱區；破骨活躍或血流量較少時，表現為放射性分布稀疏區，即冷區。目前臨床以99Tcm-MDP全身骨顯像為主要檢查手段，通常用于術前篩查、術后監測以及骨轉移治療后療效評價，骨轉移瘤多表現為中軸骨的多發熱區。全身骨顯像早期即可發現全身各處骨轉移灶，且操作簡單，一次檢查即可全身成像，敏感性高。研究發現，99Tcm-MDP全身骨顯像對于成骨性骨轉移的檢出率高于PET/CT[14]，且價格相對低廉。

99Tcm-MDP全身骨顯像的不足之處在于空間分辨率低，難以發現直徑<1.5 cm的病變，對骨病變的定位較差[15]。另外，骨轉移瘤在全身骨顯像上并無特征性表現，骨折、退行性變等導致的放射性攝取增加時，診斷骨轉移的假陽性率高、特異性較低，鑒別良惡性腫瘤較困難[16]；當腫瘤骨引起骨質破壞，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可導致假陰性結果。

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，FDG滯留在細胞內，在PET/CT上表現為放射性異常濃聚。PET/CT不僅可以直接探知骨轉移病灶，同時還可對全身器官進行顯像。因此對以骨轉移為首發，原發腫瘤未明的惡性腫瘤有獨特優勢。有研究表明，PET/CT診斷骨轉移的敏感性較高，特別是局限于骨髓內還未引起形態學改變的早期轉移灶[17]。Qu等[18]認為，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]，這是因為溶骨病灶血供較少，細胞缺氧，FDG攝取較多。PET/CT診斷成骨性骨轉移灶的敏感性低，診斷炎癥、結節病等的特異性較低[20-22]。PET/CT的費用較高，給患者帶來一定的經濟壓力。

SUVmax是對PET/CT圖像進行分析的重要半定量指標，對腫瘤的早期診斷、良惡鑒別、療效評價等有重要作用。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]。研究發現，溶骨性骨轉移瘤病灶的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顯像與高敏感性功能顯像有機結合，并借助SUVmax定量評估鑒別骨骼病灶。SPECT/CT成像是在99Tcm-MDP全身骨顯像結束后，針對感興趣區進行SPECT斷層掃面和CT掃描，在后處理系統進行圖像融合。SPECT/CT圖像融合是核醫學診斷技術的一大進步。儀器改革是診斷進步的助推力。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備上，將功能代謝與解剖形態有效結合起來的一種影像學檢查方法[28]。其中CT掃描儀具有常規診斷功能，而非以前的僅能進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診斷骨轉移瘤的優勢在于定位準確，分辨率高。SPECT/CT可提供詳細的解剖形態學信息。相比全身骨顯像平面圖像，SPECT/CT能明確病變的部位和范圍，同時顯示病灶與周圍組織的解剖關系，明確侵襲范圍[29]。溶骨性病灶或混合病灶中成骨反應較少，顯像劑不易吸附于骨中，SPECT常常表現為陰性，易漏診[30]。SPECT/CT融合成像可借助CT上明顯的解剖形態改變進行診斷，避免漏診。惡性腫瘤和骨良性病變均好發于老年人，因此如何區分非常重要。對于無形態學改變者，SPECT/CT可借助濃聚灶在CT上的具體解剖位置初步區分濃聚灶的良惡性，如若濃聚灶位于椎體或侵犯椎弓根，惡性可能性大；若濃聚于關節突關節，良性的可能性大[31]。

同機融合時，CT也可借助SPECT斷層定位診斷，腫瘤轉移早期，先有功能血流信息改變，再有形態學改變，SPECT較CT能更早地反映病變，SPECT斷層圖像可以發現細微病變，指引閱片者仔細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的檢查結果低于同機融合圖像的效果。

SPECT/CT檢查的特異性和準確性極高，定性診斷效能較高。研究表明，與SPECT相比，SPECT/CT診斷骨轉移瘤的特異性和準確性顯著提高[32]。Horger等[33]研究表明，SPECT診斷骨轉移瘤的靈敏度為94%、特異度為19%，SPECT/CT同機顯像診斷骨轉移瘤的靈敏度為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移的假陽性率，特異性明顯提高。SPECT/CT同機融合顯像鑒別骨良惡性病灶有很好的臨床應用價值。全身骨顯像是平面顯像，重疊部位較難分清。研究發現，約30%的患者全身骨顯像結果在應用SPECT/CT后發生變化，腫瘤臨床分期上調或下調[35-36]。SPECT/CT應用薄層CT 掃描時，其診斷效果更好。

SUV可對病灶的良惡性進行定量評估，并可量化治療效果。SUV值是核醫學重要的量化指標。研究顯示，執行一種標準模型SPECT/CT掃描，根據得到的各項數據(放射性計數、病灶體積等)計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]。文獻報道，前列腺癌患者的骨濃聚灶中，轉移灶的SUVmax高于退行性病灶[39]。Beck等[40]研究證明，對比視覺診斷結果，應用SUVmax定量分析后，1/3以上的視覺診斷結果發生改變。在骨轉移治療療效評判上，SUVmax更具優勢，可以用量化值跟蹤患者療效。有學者提出，SUVmax上升30%為進展，下降30%為好轉，兩者之間為穩定，以此減少視覺診斷帶來的誤差，及時調整治療方案[41-42]。王海巖等[43]發現，以SUVmax>7.96診斷肋骨病變(損傷、轉移)的靈敏度為95%，以SUVmax>20.45診斷肋骨轉移的特異度達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上，對可疑部位做出有針對性的斷層融合顯像[44]。CT由于設備限制，難以達到高分辨率薄層CT的效果。SPECT對于細小病變部位早期血流量變化不明顯的轉移灶也很難鑒別。同時由于掃描床位限制，SPECT/CT一次不能對全身進行斷層顯像，患者檢查時間較全身骨顯像長，有時一次顯像不能確診，需要再次復查或進行病理檢查加以驗證[45-46]。

7 小 結

X線、CT、MRI、PET/CT等影像學檢查方法診斷骨轉移瘤各有優劣勢。目前，X線檢查一般作為篩查手段，CT、MRI補充確診，PET/CT用于疑難病例或全身廣泛多系統轉移灶的確診。99Tcm-MDP全身骨顯像和SPECT/CT多用于術前排除骨轉移、治療后隨訪以及療效評價等。SPECT/CT結合SUVmax診斷骨轉移具有較高的性價比，不僅能準確定位骨轉移灶，有極高診斷符合率，同時降低了全身骨顯像診斷骨轉移的假陽性率，對骨轉移類型的診斷也有一定的價值，更可借助SUVmax進行量化評估，在診斷和療效評價上有著極大優勢。對于臨床醫師，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，避免一定的經濟損失等。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，應將SPECT/CT應用到有需要的患者中。隨著科學技術的發展，低劑量放射診斷CT的出現將進一步推動SPECT/CT的發展和應用。