國人脊柱與骨盆99mTc-MDP 定量SPECT/CT標準化攝取值的正常分布特點

侯曉廣， 劉國兵， 孫登琴， 顧宇參*

1. 復旦大學附屬中山醫院核醫學科，上海 200032 2. 復旦大學核醫學研究所，上海 200032 3. 上海市影像醫學研究所，上海 200032

锝[99mTc]-亞甲基二磷酸鹽(99mTc-methylene diphosphonate,99mTc-MDP)全身骨顯像及單光子發射計算機體層成像(single photon emission computed tomography, SPECT)/計算機體層成像(computed tomography, CT)顯像是目前臨床用于診斷和評估惡性腫瘤骨轉移的常用方法[1]。對于骨顯像和SPECT/CT影像的目測分析是簡便實用的常規方法，但無法定量分析骨轉移及其負荷，療效評價難于量化，治療后的“閃爍”現象有時會混淆結果[2]。

2013年，基于骨顯像SPECT/CT基礎上的骨定量分析技術面世，其可測量骨骼病灶的標準化攝取值(standardized uptake value, SUV)，實現了骨顯像由定性診斷到定量診斷的飛躍[3-4]。有研究認為，SUV值在診斷和評價腫瘤骨轉移中有重要的參考價值，骨轉移灶的SUV值明顯高于正常骨骼和骨良性病變[5-6]。了解正常骨骼SUV值的分布狀態，才能更好地認識和發揮骨骼SUV值的應用價值。但是目前鮮見國人正常脊柱與骨盆的SUV值分布特點的報道，本研究旨在為準確使用骨定量分析提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2017年6月至2019年9月在復旦大學附屬中山醫院核醫學科行全身骨顯像及骨定量SPECT/CT顯像的腫瘤骨轉移患者1 732例，經2名高年資醫師閱片，按下述標準篩選出含顯像劑正常分布脊柱或骨盆骨骼的病例入組。納入標準：(1)骨顯像注射劑量規范、注射點無外滲；(2)SPECT/CT斷層部位涵蓋頸、胸、腰、骶椎及骨盆之一；(3)所有斷層部位的骨骼均通過臨床表現及影像學方法明確受累。排除標準：(1)壓縮性骨折、彌漫性骨轉移、強直性脊柱炎、代謝性骨病和骨關節病者；(2)身高、體質量、用藥劑量及時間等信息不全者；(3)注射點有明顯滲漏或有明顯體表污染者。共篩選出500例，其中男性170例，女性330例，年齡17歲～88歲(平均60.9歲)。

1.2 顯像方法 全身骨顯像：靜脈注射99mTc-MDP 25 mCi (1 Ci=3.7×1010Bq)，3～6 h后進行全身骨掃描，期間囑咐患者多飲水和排尿。顯像儀器為德國西門子公司Symbia Intevo 16 SPECT/CT(xSPECT/CT)。掃描參數：仰臥位，雙手平放于軀體兩側，腳尖并攏，腳后跟分開；掃描速度15 cm/min。

骨定量顯像：全身骨顯像結束后，在系統上錄入患者年齡、性別、身高、體質量、藥物注射時間和劑量信息后行局部 SPECT/CT成像。先行CT定位掃描，再行頸椎、胸椎或腰椎骨盆CT掃描。具體參數：管電流160 mA，管電壓130 kV，準直器16 mm×1.2 mm，螺距0.75，矩陣512×512，重建層厚3 mm。之后行相應部位定量SPECT圖像采集。3D成像模式采集，放大倍數1.0，矩陣256×256，10 s/幀，60幀。所得圖像經OSCG+增強后處理重建，經24次迭代，子集數為2，平滑7.5 mm。

1.3 圖像分析 骨定量 SPECT/CT圖像傳至工作站(Syngo MI NM 1292，西門子)進行后處理，利用工作站自帶的骨定量分析軟件基于SPECT、診斷CT及SPECT/CT融合圖像在正常頸(C1～7)、胸(T1～12)、腰(L1～5)、骶椎(S3)及骨盆(雙側髂骨、坐骨及恥骨)部位勾畫容積感興趣區(volume of interest，VOI)，位置如圖1、圖2所示。VOI勾畫時結合橫、冠、矢狀面，圖像不能超出相應椎體的邊界，盡量避開疑似骨轉移病灶及鄰近骨骼部位以減少散射偽影對測量值的干擾，同時避開CT示骨密度改變骨骼部位；記錄每個VOI的CTmax、CTmean、SUVmax及SUVmean值。在入組的患者中，不同部位各隨機選取30例患者，由2名測量者分別勾畫VOI，進行組內相關系數(intraclass correlation coefficient，ICC)分析，評估測量者間可重復性。

1.4 統計學處理 采用SPSS 20.0進行統計學分析。用變異系數(coefficient of variance, CV)評價骨骼SUV的個體間變異。采用t檢驗比較男、女間SUV的差異。用Pearson相關分析評價SUV與年齡、體質量、身高及CT值間的相關性，檢驗水準(α)為0.05。采用ICC檢驗SUV參數在不同測量者間的可重復性。

圖1 頸椎至腰椎容積感興趣區(VOI)勾畫示意

2 結 果

2.1 正常脊柱及骨盆SUVmax和SUVmean的分布及CV 結果(表1)表明：ICC值分別在0.789～0.998和0.855～0.992，說明測量的SUV值具有高度可重復性，結果可靠。第6頸椎SUVmax和SUVmean均最大，分別為7.4±2.5和6.0±2.2；第3骶椎SUVmax和SUVmean均最小，分別為4.4±2.0和2.2±1.1。SUVmax和SUVmean的CV分別在31.6%～45.6%和34.1%～52.7%；骨盆組成骨SUVmax(CV骨盆=42.4%、CV脊柱=35.0%)和SUVmean(CV骨盆=52.7%、CV脊柱=38.3%)個體間差異略大于脊柱。將骨骼劃分為頸椎、上胸椎(T1～4)、中胸椎(T5～8)、下胸椎(T9～12)、腰椎及骨盆后，發現所測SUV值有從上往下逐漸減低的趨勢(圖3)。

2.2 脊柱及骨盆SUV的性別差異 不同性別間部分椎體及骨盆的SUV測量值具有統計學差異，如C1(P=0.026)、C6(P=0.031)、T1(P=0.033 )、T6(P=0.014)、T8(P=0.013)、S3(P=0.008)及雙側髂骨(P值均為0.011)的SUVmax，C7(P=0.005)、T1(P=0.006 )、T2(P=0.018)、T6～8(P=0.013、0.005、0.018 )、S3(P=0.002 )及左、右側髂骨(P=0.004和0.016)的SUVmean，但差值均小于1個SUV值單位(表1)。

圖2 骨盆骨骼容積感興趣區(VOI)勾畫示意

2.3 骨骼SUV與年齡、身高、體質量及CT值的相關分析 結果(表2)表明：SUVmax和SUVmean與身高均無顯著相關性。中、下胸椎至骨盆SUV值與年齡負相關，下頸椎、胸椎及上腰椎SUV與體質量正相關，多處胸椎及腰椎與CT值正相關。

表1 正常脊柱及骨盆SUV值的分布特點

圖3 SUV值分布圖

表2 正常脊柱及骨盆SUV值與年齡、身高、體質量及CT值的相關性相關系數(P值)

3 討 論

隨著精準醫療及分子影像的發展，定量診斷和評估腫瘤骨轉移日益為臨床所需[6-7]。SPECT/CT定量分析使得單光子顯像步入到定量分析階段，具有重要的臨床意義。但是，定量分析需要確定其正常參考范圍，才能準確使用。本研究測量了國人正常脊柱及骨盆的SUVmax和SUVmean分布及變異情況，結果顯示不同部位骨骼SUV值存在一定差異，提示應用SUV值在診斷和評估腫瘤骨轉移時需根據不同部位具體分析。

前期已有相關研究分析了正常骨骼SUV值的分布特點[7-10]，但樣本量小、骨骼研究部位有限，且方法學上SUV測量值均需通過額外的放射源校準及第三方軟件換算得到，因此難以實現精確定量，其操作的復雜性也不適用于日常臨床實踐。為使定量結果不受硬件設備的影響，本研究所使用的xSPECT/CT采用能夠減少采集過程中的空間位差的三維自適應機架、真實反映探頭在不同位置和角度對點源響應的高清弱源3D識別技術、自適應雙線性CT進行衰減校正以及OSCG+增強重建技術，實現了精準、可重復的定量，更適用于臨床實踐。據報道，SPECT/CT系統模型實測定量偏差僅為1%[11]，而通過軟件定量的傳統方法所測的偏差往往大于10%，且其定量結果因隨機性而無法控制[12]。此外，本研究共入組500例患者，勾畫4 963個骨骼VOI測量SUV值，為目前樣本量最大、涵蓋骨骼部位最多的研究，因此研究結果也更能反映正常骨骼SUV分布特點。

本研究結果顯示，正常脊柱及骨盆SUVmax和SUVmean分布范圍較窄，頸椎、上胸椎、中胸椎、下胸椎、腰椎及骨盆的SUV值依次減低，對應的SUVmax分別為6.8±2.4、6.5±2.2、6.4±2.1、6.3±2.1、6.1±2.3和5.4±2.3，SUVmean分別為5.5±2.1、4.9±1.8、4.8±1.8、4.7±1.9、4.9±1.8和3.3±1.7。Kaneta等[9]回顧性分析29例患者共189個胸腰椎椎體，其SUVmean為4.3±0.9，SUVmax為7.1±1.5。Cachovan等[10]測量了50例患者共145個正常腰椎的SUVmean，為5.91±1.54。Beck等[5]報道正常胸腰椎的SUVmean為5.60±1.90。He等[13]報道正常腰椎SUVmax為8.3±1.2。Wang等[7]測量了31例正常人骨盆的SUVmax和SUVmean分別為(1.65±0.40)～(3.8±1.0)和(1.15±0.25)～(2.07±0.58)。這些研究結果均與本研究相應骨骼部位的結果相仿，微弱差異可能源自研究人群、顯像儀器及方法的不同。文獻報道，正常腰椎[9]和骨盆[7]的SUVmax和SUVmean在男、女性人群中無統計學差異，與本研究所示脊柱及骨盆SUV在性別間差異無統計學意義(<1個SUV值單位)。

Kaneta等[9]研究發現，正常腰椎的SUVmax與受試者身高正相關(r=0.53,P<0.05)，并推測其原因可能為高個子人群重心高使腰椎承重增加導致骨密度增加。然而，本研究結果顯示中國人脊柱及骨盆SUV值與身高無顯著相關性，與另一組基于中國人腰椎及骨盆數據的研究結果相仿[7]。本研究結果顯示，部分腰椎及骨盆的SUVmax和SUVmean均與體質量無顯著相關性，與Kaneta等[9]和Wang等[7]研究的結果相一致；與其不同的是，本研究結果顯示下頸椎和多數胸椎SUVmax和SUVmean與體質量正相關，其原因需進一步探討。

本研究顯示脊柱及骨盆SUV值與年齡負相關，此相關關系在多數骨骼部位統計學顯著，推測其原因可能與隨著年齡的增長，骨鹽逐漸丟失，骨質漸趨疏松，致使骨骼生理性攝取99mTc-MDP逐漸減少有關。本研究發現骨骼SUV值與相應部位CT值正相關的結果也佐證了上述推測。骨骼的CT值與骨密度值之間存在顯著的正相關關系[14]。Cachovan等[10]發現，正常腰椎的SUV值與年齡負相關(r=-0.385,P<0.000 1)，與CT值顯著正相關(r=0.678,P<0.000 1)，也支持本研究結論。

綜上所述，基于骨定量SPECT/CT顯像可獲得99mTc-MDP在正常骨骼中的SUV值，反映正常骨骼的骨鹽代謝情況，可作為日常骨顯像用于腫瘤骨轉移診斷及評估的參考；不同部位骨骼SUV的分布存在一定差異，應用SUV值診斷和評估腫瘤骨轉移時需具體部位具體分析。