X射線、MRI及SPECT/CT對全髖關節置換術后假體周圍骨溶解的診斷效能比較*

李志偉，張博，劉蓉，張偉

（蘇州大學附屬第二醫院 影像診斷科，江蘇 蘇州 215004）

髖關節置換術在治療髖關節炎、股骨頭缺血性壞死等疾病中效果顯著，有助于恢復受損關節的正常生理解剖結構及力學性能，提高關節的活動能力，糾正關節畸形[1]。但因全髖關節置換術創傷面較大、關節假體使用限制多等因素，術后仍存在并發癥，影響患者預后[2]。假體周圍骨溶解是常見且嚴重的并發癥之一，其發病極為隱匿，且無明顯臨床癥狀，隨著骨溶解的不斷擴大，會導致假體松動[3-4]。臨床采用翻修術治療假體周圍骨溶解，但手術難度相對較大、時間較長、極易出現術后并發癥，且假體生存率較低[5]。因此，選擇一種或多種診斷方案提高全髖關節置換術后假體周圍骨溶解的診斷效能，對早期制訂治療方案、改善患者預后具有重要意義。目前，臨床多采用X射線、MRI及CT等影像學檢查判斷是否出現假體周圍骨溶解，但會受到假體金屬偽影的干擾，使結果的準確性存在一定的局限[6]。單光子發射計算機體層攝影（SPECT）/計算機體層成像（CT）可清晰反映骨質代謝及組織血運情況，在股骨頭壞死及骨折愈合等方面應用較為廣泛[7]，但鮮有應用于全髖關節置換術后假體周圍骨溶解的報道。鑒于此，本研究分析X射線、MRI、SPECT/CT及聯合診斷對全髖關節置換術后假體周圍骨溶解的診斷效能，為該病的早期診斷提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年8月—2020年8月蘇州大學附屬第二醫院收治的全髖關節置換術后疑似假體周圍骨溶解患者90例。其中，男性54例，女性36例；年齡45～73歲，平均（58.75±8.42）歲；疾病類型：髖關節骨關節炎21例，股骨頸骨折12例，強直性脊柱炎20例，股骨頭缺血性壞死32例，髖關節發育不良5例。本研究經醫院醫學倫理委員會審核批準，患者或家屬知情同意并自愿簽署知情同意書。納入標準：接受全髖關節置換術，術后出現不同程度的髖關節區疼痛且呈進行性加重；接受X射線、MRI及SPECT/CT檢查，且無檢查禁忌證。排除標準：妊娠期或哺乳期女性；代謝性及/或內分泌性疾病；假體周圍感染者；嚴重認知及精神功能障礙者。

1.2 方法

1.2.1 X射線檢查采用ProxiDiagnost N90透視攝影X射線機（飛利浦醫療系統研發和制造中心有限公司，國械注進：20192060237）分別對患者的髖關節正斜位、骨盆前位及后位進行掃描。

1.2.2 MRI檢查采用Ingenia1.5T S磁共振系統（飛利浦醫療系統荷蘭有限公司，國械注進：20203060264），采用心臟表面線圈行多序列檢查，具體參數：層距1 mm、層厚5 mm，掃描野（FOV）為40 cm，矩陣為286×286；快速自旋回波T1WI序列參數：重復時間（TR）為500 ms，回波時間（TE）為20 ms；脂肪抑制序列T2WI序列參數：TR為2 000 ms，TE為120 ms。將圖像上傳至工作站，由兩位經驗豐富的影像科醫生共同診斷，在意見出現分歧時共同商討統一意見。

1.2.3 SPECT/CT檢查采用Bright View X SPECT系統[飛利浦醫療系統研發和制造中心有限公司，國監械（進）字2010第3331714號]進行診斷，叮囑患者取仰臥位，用探頭探查患者的置換關節及周圍區域，彈丸式注射锝[99mTc]亞甲基二膦酸鹽注射液（99mTc-MDP）20 mCi，注射即刻以2 s/幀速率連續1 min采集置換關節及周圍區域的血流相，注射3 min后調整矩陣為256×256，每幀采集技術為300 k；注射2～6 h后調整矩陣為256×1 024，以25 cm/min掃描200 cm獲取全身骨骼前后延遲影像。

1.2.4 假體周圍骨溶解評估標準X射線：以平片顯示假體周圍骨質出現與假體邊緣平行的均勻透亮區，寬度超過2 mm或假體周圍骨質出現局灶性膨脹性透亮區，邊界不規則，伴或不伴扇貝狀改變。MRI：正常骨質信號消失，T1WI呈稍低信號，T2WI及脂肪抑制序列呈中高混雜或液體信號，少數可見硬化骨質形成的低信號。SPECT/CT：參照DeLee法將股骨頭中心分別取水平線與垂直線將髖臼分為Ⅰ～Ⅲ區域，參照Gruen分區法將近端股骨分為內外側（即外上、中外、外下、內下、中內、內上）6個區域與假體遠端1個，共7個區域，其中骨質溶解主要發生于外上與內上區域。

1.3 觀察指標

以翻修術的診斷結果為金標準，分析X射線、MRI、SPECT/CT及聯合診斷全髖關節置換術后疑似假體周圍骨溶解的診斷效能，即敏感性、特異性、準確性。

1.4 統計學方法

數據分析采用SPSS 23.0統計軟件。計數資料以率（%）表示，比較用χ2檢驗，進一步兩兩比較采用χ2分割法；采用一致性Kappa檢驗，κ≥0.74為一致性好，κ值為0.4～＜0.74為一致性一般，κ＜0.4為一致性差。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 翻修術結果

翻修術確診為假體周圍骨溶解70例；其余20例中，無菌性松動13例，感覺障礙4例，假體周圍骨折3例。

2.2 X射線診斷結果

X射線診斷假體周圍骨溶解58例，與金標準的κ值為0.585，一致性一般。見表1。

表1 X射線診斷結果 例

2.3 MRI診斷結果

MRI診斷假體周圍骨溶解61例，與金標準的κ值為0.686，一致性一般。見表2。

表2 MRI診斷結果 例

2.4 SPECT/CT診斷結果

SPECT/CT診斷假體周圍骨溶解67例，與金標準的κ值為0.842，一致性好。見表3。

表3 SPECT/CT診斷結果 例

2.5 聯合診斷結果

聯合診斷假體周圍骨溶解69例，與金標準的κ值為0.902，一致性好。見表4。

表4 聯合診斷結果 例

2.6 X射線、MRI、SPECT/CT及聯合診斷的診斷效能

X射線、MRI、SPECT/CT及聯合診斷的敏感性、準確性比較，差異有統計學意義（P＜0.05）；進一步兩兩比較，SPECT/CT診斷的敏感性高于X射線與MRI（χ2=6.048和3.568，P=0.014和0.047），準確性高于X射線與MRI（χ2=5.625和3.612，P=0.018和0.045）；聯合診斷的敏感性高于X射線與MRI（χ2=10.260和6.892，P=0.001和0.009），準確性高于X射線與MRI（χ2=10.978和6.716，P=0.001和0.010）。X射線、MRI、SPECT/CT及聯合診斷的特異性比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。4種診斷效能從高至低依次為聯合診斷、SPECT/CT、MRI、X射線。見表5。

表5 X射線、MRI、SPECT/CT及聯合診斷的診斷效能比較 %

2.7 典型病例

患者女性，67歲，因股骨頸骨折行右側全髖關節置換術，術后6個月出現右側髖關節區疼痛且呈進行性加重。X射線圖像示假體周圍出現透亮區，形態不規則，密度明顯低于正常骨質密度（見圖1）。MRI影像示假體周圍T1WI呈稍低信號，T2WI及脂肪抑制序列呈中高混雜信號影（見圖2～4）。SPECT/CT圖像顯示右側股骨假體上方放射性核素異常濃聚，提示骨溶解（見圖5）。

圖1 患者X射線片

圖2 T1WI

圖3 T2WI

圖4 脂肪抑制序列

圖5 SPECT/CT圖像

3 討論

假體周圍骨溶解是全髖關節置換術并發癥之一，近年來其發病率隨全髖關節置換術的廣泛應用而升高。該病臨床癥狀以假體松動、假體周圍骨折并伴有疼痛、活動困難等為主，假體周圍骨質缺損發生病變與假體磨損顆粒及創傷引起的細胞外基質崩解密切相關，若破骨活動多于成骨，則可使骨質發生溶解[8]。由于無法單純依靠臨床表現及癥狀將假體周圍骨溶解與假體關節感染、假體松動等進行區分，故選擇一種或多種有效的診斷方式以提高疾病早期檢出率、改善患者預后具有重要意義。

臨床多采用影像學方式診斷全髖關節置換術后的骨質溶解，其中X射線以囊樣透亮區，單發或多發，邊界清晰，部分伴硬化邊形成為主要表現[9-10]。該檢查可對術后假體周圍骨折、脫位、假體松動等進行顯影診斷，但一般感染或腫瘤等病灶在X射線檢查時也可為透亮區，故該方式檢出率相對較低[11]。李龍龍等[12]發現，早期無菌性松動假體周圍骨質結構異常尚未形成或不明顯，X射線多以明確透亮為主，不利于疾病的鑒別診斷[13]。MRI可見囊狀軟組織信號，呈T1等低、T2高低混雜信號為主要表現，而全髖關節置換術多使用金屬材質的假體，故CT與MRI檢查時可能會受到偽影的干擾，從而對假體及周圍的疾病診斷造成影響[14-15]。而SPECT/CT以病灶周圍骨質可見顯像劑輕度不均勻攝取，病灶中央軟組織密度影未見明顯顯像劑攝取為主要表現，且通過將功能、代謝顯像與解剖圖像相融合的方式進行顯像，不僅可反映假體骨質溶解的骨質代謝，還可定位病灶位置，提高了疾病的診斷與鑒別能力[16-18]。本研究結果顯示，X射線、MRI、SPECT/CT及聯合診斷假體周圍骨溶解與金標準的一致性分別為0.585、0.686、0.842、0.906，進一步經診斷效能分析顯示，聯合診斷的敏感性及準確性高于X射線與MRI，4種診斷方式以聯合診斷效能最高，其次為SPECT/CT、MRI及X射線。分析原因可能是由于假體周圍骨溶解發生后骨質破壞的進展相對較快，且伴有骨質增生的可能，軟組織界限相對模糊且層次不明，在行X射線檢查評估時會受到病灶位置、患者體形等因素的影響，干擾對假體周圍骨溶解的確診[19]。而MRI雖會受到金屬假體的偽影干擾從而降低診斷的準確率，但通過優化專用序列可得到較好的控制。而對弧形假體凹面仍存在難以區分的金屬偽影，故檢出率仍不及SPECT/CT[20]。SPECT/CT可同時獲取SPECT與CT的單一及融合影像，前者具有高敏感性，后者具有高分辨率，在反映代謝功能、解剖結構上具有獨特的優勢；此外，SPECT/CT可精準定位放射性濃聚區域[21]，為疾病的鑒別與確診提供更為準確的參考意見。

綜上所述，X射線、MRI及SPECT/CT對全髖關節置換術后假體周圍骨溶解具有一定的診斷價值，SPECT/CT的敏感性、準確性最高，聯合診斷可提高診斷效能，臨床可根據實際情況合理選擇診斷方式。