99Tcm-MDP骨顯像腰椎標(biāo)準(zhǔn)攝取值與骨密度的相關(guān)性

余豐文，馮彥林，黃克敏，劉德軍，梁偉棠，馮葉霞，蘇少弟，肖菊梅

(佛山市第一人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，廣東 佛山 528000)

近年來(lái)，99Tcm-亞甲基二磷酸鹽(99Tcm-methylene diphosphonate,99Tcm-MDP)骨顯像已廣泛用于診斷腫瘤骨轉(zhuǎn)移、Paget's病及骨質(zhì)疏松性骨折等。基于三維重建、衰減校正及散射校正等技術(shù)，SPECT已可開(kāi)展類似于PET的定量測(cè)量，如測(cè)定絕對(duì)放射性活度(kBq/ml)及標(biāo)準(zhǔn)攝取值(standard uptake value, SUV)等[1-2]。研究[3]表明，基于SPECT/CT骨顯像所測(cè)腰椎SUV與基于18F-NaF PET/CT顯像測(cè)值范圍大致相符。測(cè)定雙能X線骨密度(bone mineral density, BMD)為診斷骨質(zhì)疏松的最常用方法，也是評(píng)價(jià)骨折風(fēng)險(xiǎn)及評(píng)估療效的重要工具，可直接獲得骨礦物質(zhì)的準(zhǔn)確含量。本研究觀察不同BMD患者99Tcm-MDP骨顯像腰椎SUV差異，并分析其與BMD的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2018年10月—2019年3月62例于佛山第一人民醫(yī)院因腰背疼痛或需排除骨轉(zhuǎn)移瘤而接受99Tcm-MDP骨顯像患者，男18例，女44例，年齡40～86歲，平均(57.6±10.8)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①接受全身骨顯像及腰椎SPECT/CT斷層顯像，并于骨顯像前后30天內(nèi)接受腰椎雙能X線測(cè)定BMD；②L1～L4椎體均無(wú)異常高攝取。排除標(biāo)準(zhǔn)：罹患甲狀腺功能亢進(jìn)癥、甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥及肝腎功能不全等代謝性疾病。

1.2 儀器與方法 采用Siemens SYMBIA T16 SPECT/CT儀，低能高分辨準(zhǔn)直器，配備16排螺旋CT機(jī)，行全身骨顯像及腰椎斷層顯像。99Tcm-MDP(廣州市原子高科同位素醫(yī)藥有限公司)放射化學(xué)純度>95%。靜脈注射99Tcm-MDP 20～25 mCi 3～4 h后行SPECT全身顯像及腰椎局部斷層顯像。斷層顯像采用橢圓軌跡進(jìn)行人體跟蹤采集，矩陣128×128，放大倍數(shù)1.35，每幀20 s，共120幀；采用雙能窗，主能窗130～150 keV，散射窗110～130 keV，窗寬15%，步進(jìn)式360°采集。CT掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流150 mAs，層厚10 mm，螺距1.0。采用三維有序子集最大期望值法重建圖像，6子集，8次迭代，采用CT衰減校正、散射校正及分辨率恢復(fù)校正獲得各椎體的斷層圖像。由1名具有8年以上工作經(jīng)驗(yàn)的核醫(yī)學(xué)主治醫(yī)師于軸位、冠狀位和矢狀位CT和SPECT融合圖像上的L1～L4椎體手動(dòng)勾畫(huà)橢圓形容積感興趣區(qū)(volume of interest, VOI)，使其邊緣與腰椎骨皮質(zhì)重合(圖1)；于L3水平腰部肌肉勾畫(huà)容積為2.4 cm3的VOI作為參考本底，測(cè)量各VOI的最大放射性計(jì)數(shù)、總放射性計(jì)數(shù)、CT值及VOI容積。檢查前記錄患者身高、體質(zhì)量、藥物注射時(shí)間、藥物注射劑量及檢查開(kāi)始時(shí)間。

參照文獻(xiàn)[4-5]所述方法，首先利用已知放射性活度的Jaszczak均勻圓筒模型顯像，計(jì)算特定采集和重建條件下儀器的系統(tǒng)容積靈敏度，通過(guò)模型顯像獲得儀器的容積靈敏度為13.32 cpm/kBq；之后將99Tcm-MDP骨顯像重建圖像各VOI的放射性計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為放射性活度，獲得各VOI的總放射性活度和最大放射性活度。計(jì)算L1～L4椎體及肌肉本底的SUV：平均SUV(mean SUV, SUVmean)=(VOI總放射性活度/VOI容積)/(注射放射性活度/患者體質(zhì)量)，最大SUV(maximum SUV, SUVmax)=(VOI最大放射性活度/體素容積)/(注射放射性活度/患者體質(zhì)量)[6]，重建圖像體素容積為3.9×10-3cm3，取4個(gè)椎體的均值為最終結(jié)果。

采用HOLOGIC雙能X線BMD儀測(cè)定腰椎BMD 。檢查前檢測(cè)儀器性能，確定精確度為1%，重復(fù)測(cè)定變異系數(shù)為1.3%，測(cè)量患者L1～L4椎體的平均骨礦物含量(即BMD)及T值等，取4個(gè)椎體的均值為最終結(jié)果，同時(shí)記錄患者的性別、年齡、身高、體質(zhì)量。不同年齡及性別的峰值骨量數(shù)據(jù)由儀器提供。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。根據(jù)BMD測(cè)定結(jié)果將患者分為骨量正常組(T值>-1)、骨量減低組(-2.5

2 結(jié)果

62例總體腰椎SUVmax和SUVmean分別為7.39±1.84和4.90±1.27，肌肉本底SUVmax和SUVmean分別為0.37±0.17和0.21±0.09；腰椎平均CT值為(145.88±53.99)HU；腰椎BMD為(0.85±0.15)g/cm2。腰椎SUVmax、SUVmean與年齡均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.33、-0.44，P均<0.05)，與體質(zhì)量呈正相關(guān)(r=0.42、0.30，P均<0.05)，與腰椎平均CT值呈正相關(guān)(r=0.56、0.59，P均<0.05)，與身高無(wú)明顯相關(guān)(r=0.09、0.01，P均>0.05)。腰椎BMD與年齡呈負(fù)相關(guān)(r=-0.43，P<0.01)，與體質(zhì)量呈正相關(guān)(r=0.35，P<0.05)，與腰椎平均CT值呈正相關(guān)(r=0.74，P<0.01)，與身高無(wú)明顯相關(guān)(r=0.18，P>0.05)。腰椎SUVmax、SUVmean均與BMD呈正相關(guān)(r=0.64、0.63，P均<0.01)，且隨BMD增高而增加，見(jiàn)圖2。

圖2 腰椎SUVmax(A)及SUVmean(B)與BMD的相關(guān)性散點(diǎn)圖

骨量正常組18例，骨量減低組24例，骨質(zhì)疏松組20例。3組間年齡差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=12.74，P<0.01)，骨質(zhì)疏松組年齡明顯高于骨量正常組及骨量減低組(P均<0.01)，骨量正常組與骨量減低組年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。3組間身高、體質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=2.16、1.30，P均>0.05)。 3組間腰椎SUVmax、SUVmean、BMD和平均CT值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=24.09、30.50、94.85、30.24，P均<0.01)，骨量減低組腰椎SUVmax、SUVmean、BMD和平均CT值明顯低于骨量正常組(P均<0.01)，骨質(zhì)疏松組腰椎SUVmax、SUVmean、BMD和平均CT值明顯低于骨量正常組及骨量減低組(P均<0.01)。3組間肌肉SUVmax和SUVmean差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 3組間腰椎及肌肉各參數(shù)值比較(±s)

表1 3組間腰椎及肌肉各參數(shù)值比較(±s)

組別年齡(歲)身高(cm)體質(zhì)量(kg)CT值(HU)BMD(g/cm2)腰椎SUVSUVmaxSUVmean肌肉SUVSUVmaxSUVmean骨量正常組(n=18)52.67±10.63159.29±5.9356.92±8.02191.88±45.631.01±0.078.99±1.556.11±1.080.39±0.160.22±0.09骨量減低組(n=24)54.21±5.56155.40±4.6056.41±8.29153.30±29.530.87±0.087.46±1.304.89±0.870.33±0.160.20±0.10骨質(zhì)疏松組(n=20)66.00±10.97157.20±7.4353.94±8.3695.57±41.280.67±0.075.86±1.343.81±0.760.40±0.200.22±0.08F值12.742.161.3030.2494.8524.0930.500.890.26P值<0.010.120.28<0.01<0.01<0.01<0.010.410.78

3 討論

常規(guī)99Tcm-MDP骨顯像往往通過(guò)目測(cè)骨骼放射性攝取程度進(jìn)行定性診斷，使結(jié)果存在一定主觀性。近年來(lái)，隨著SPECT/CT的發(fā)展，基于特定重建算法和校正方法SPECT定量SUV的精確性不斷提高[8]， 已廣泛應(yīng)用于99Tcm-MDP骨顯像中[9-11]。BECK等[9]采用SUV定量評(píng)價(jià)惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移患者不同時(shí)間段病灶區(qū)放射性攝取的變化；YAMANE等[10]以99Tcm-MDP骨顯像定量評(píng)價(jià)骨骼板成骨細(xì)胞活性；KIM等[11]以SUVmax定量評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)炎的放射性攝取；其結(jié)果均表明基于SUV定量評(píng)價(jià)的精確性明顯優(yōu)于視覺(jué)評(píng)價(jià)。本研究分析不同BMD患者99Tcm-MDP骨顯像中腰椎SUV的差異，觀察其對(duì)于診斷骨質(zhì)疏松及評(píng)估療效的臨床意義。

SUV是局部組織攝取顯像劑的放射性活度與全身平均注射活度的比值。既往研究[12-13]結(jié)果顯示，SPECT/CT骨顯像中正常椎體SUV的可變范圍較大。KANETA等[12]采用99Tcm-MDP骨顯像測(cè)量29名胸腰椎正常受檢者，189個(gè)椎體的SUVmean為4.3±0.9，SUVmax為7.1±1.5。CACHOVAN等[3]觀察50名女性受檢者的145個(gè)正常腰椎(L3～L5)，其SUVmean為5.91±1.54。BECK等[9]的結(jié)果顯示正常胸腰椎SUVmean為5.60±1.90；KUJI等[13]報(bào)道正常腰椎SUVmax為8.12±2.24。本研究中正常骨量組腰椎SUVmax和SUVmean分別為8.99±1.55和6.11±1.08，與上述研究結(jié)果大致相符。上述各研究所用儀器不同，且采集參數(shù)、重建算法、校正技術(shù)和測(cè)量部位等均存在差異。因此，制定統(tǒng)一的SPECT/CT定量標(biāo)準(zhǔn)流程非常重要，且各部位正常骨組織SUV范圍尚待明確。

放射性核素骨顯像的原理是顯像劑通過(guò)化學(xué)吸附與羥基磷灰石晶體表面結(jié)合而使骨骼顯影，顯像劑在骨骼中聚集的量與骨鹽代謝、成骨活躍程度及局部血流狀況相關(guān)，而骨鹽代謝活性與骨礦物含量、患者性別及年齡等相關(guān)。正常腰椎SUVmean與CT值呈正相關(guān)，與年齡呈負(fù)相關(guān)[3]。JASSEL等[14]的結(jié)果顯示腰椎SUV與BMD及CT值均呈正相關(guān)。本研究結(jié)果顯示腰椎SUVmean、SUVmax及BMD均與年齡呈負(fù)相關(guān)，與體質(zhì)量、CT值呈正相關(guān)，與身高無(wú)明顯相關(guān)，提示SUV的相關(guān)影響因素與BMD一致，且SUVmax和SUVmean均隨骨礦物含量增加而增高，表明99Tcm-MDP骨顯像腰椎SUV能精確反映腰椎骨鹽代謝狀態(tài)。

目前BMD被公認(rèn)為診斷骨質(zhì)疏松的金標(biāo)準(zhǔn)，但僅在骨量明顯丟失時(shí)方可明確診斷，不能反映短期內(nèi)骨量改變，亦無(wú)法及時(shí)、靈敏地反映骨代謝。檢測(cè)骨代謝生化指標(biāo)受多種因素影響，導(dǎo)致結(jié)果存在一定差異。骨質(zhì)疏松是成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞生理功能失衡的表現(xiàn)。破骨細(xì)胞活躍，骨吸收增加，骨轉(zhuǎn)換加快，骨量快速丟失，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。骨骼對(duì)99Tcm-MDP的攝取反映骨的形成，也反映骨的轉(zhuǎn)換。因此，99Tcm-MDP攝取程度不僅能反映局灶性骨丟失，亦能反映骨骼代謝變化。本研究中不同BMD各組間SUVmax和SUVmean存在顯著差異，表明基于SUV能正確評(píng)價(jià)骨質(zhì)疏松患者骨代謝狀態(tài)。骨質(zhì)疏松患者經(jīng)治療后骨量丟失減慢，骨轉(zhuǎn)換率降低，骨攝取發(fā)生明顯改變；顯示骨攝取變化特征可為治療骨質(zhì)疏松及評(píng)價(jià)療效提供參考。

綜上所述，99Tcm-MDP骨顯像腰椎SUV可用于評(píng)價(jià)骨質(zhì)疏松及評(píng)估療效；腰椎SUVmax及SUVmean均與BMD呈正相關(guān)；骨質(zhì)疏松患者腰椎SUVmax和SUVmean明顯降低。

本研究尚存不足：①樣本量較少，且未觀察腰椎SUV的性別差異；②未對(duì)骨質(zhì)疏松進(jìn)行分型；③未分析骨代謝生化指標(biāo)及真實(shí)的骨轉(zhuǎn)換狀態(tài)。