侯曉廣， 劉國兵， 孫登琴， 顧宇參*

1. 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，上海 200032 2. 復(fù)旦大學(xué)核醫(yī)學(xué)研究所，上海 200032 3. 上海市影像醫(yī)學(xué)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(fā)射計(jì)算機(jī)體層成像(single photon emission computed tomography, SPECT)/計(jì)算機(jī)體層成像(computed tomography, CT)顯像是目前臨床用于診斷和評(píng)估惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移的常用方法[1]。對(duì)于骨顯像和SPECT/CT影像的目測(cè)分析是簡(jiǎn)便實(shí)用的常規(guī)方法，但無法定量分析骨轉(zhuǎn)移及其負(fù)荷，療效評(píng)價(jià)難于量化，治療后的“閃爍”現(xiàn)象有時(shí)會(huì)混淆結(jié)果[2]。

2013年，基于骨顯像SPECT/CT基礎(chǔ)上的骨定量分析技術(shù)面世，其可測(cè)量骨骼病灶的標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(standardized uptake value, SUV)，實(shí)現(xiàn)了骨顯像由定性診斷到定量診斷的飛躍[3-4]。有研究認(rèn)為，SUV值在診斷和評(píng)價(jià)腫瘤骨轉(zhuǎn)移中有重要的參考價(jià)值，骨轉(zhuǎn)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(tài)，才能更好地認(rèn)識(shí)和發(fā)揮骨骼SUV值的應(yīng)用價(jià)值。但是目前鮮見國人正常脊柱與骨盆的SUV值分布特點(diǎn)的報(bào)道，本研究旨在為準(zhǔn)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(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科行全身骨顯像及骨定量SPECT/CT顯像的腫瘤骨轉(zhuǎn)移患者1 732例，經(jīng)2名高年資醫(yī)師閱片，按下述標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)：(1)骨顯像注射劑量規(guī)范、注射點(diǎn)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(xiàn)及影像學(xué)方法明確受累。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)壓縮性骨折、彌漫性骨轉(zhuǎn)移、強(qiáng)直性脊柱炎、代謝性骨病和骨關(guān)節(jié)病者；(2)身高、體質(zhì)量、用藥劑量及時(shí)間等信息不全者；(3)注射點(diǎn)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(jìn)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(shù)：仰臥位，雙手平放于軀體兩側(cè)，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(jié)束后，在系統(tǒng)上錄入患者年齡、性別、身高、體質(zhì)量、藥物注射時(shí)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(shù)：管電流160 mA，管電壓130 kV，準(zhǔn)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(yīng)部位定量SPECT圖像采集。3D成像模式采集，放大倍數(shù)1.0，矩陣256×256，10 s/幀，60幀。所得圖像經(jīng)OSCG+增強(qiáng)后處理重建，經(jīng)24次迭代，子集數(shù)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(jìn)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(cè)髂骨、坐骨及恥骨)部位勾畫容積感興趣區(qū)(volume of interest，VOI)，位置如圖1、圖2所示。VOI勾畫時(shí)結(jié)合橫、冠、矢狀面，圖像不能超出相應(yīng)椎體的邊界，盡量避開疑似骨轉(zhuǎn)移病灶及鄰近骨骼部位以減少散射偽影對(duì)測(cè)量值的干擾，同時(shí)避開CT示骨密度改變骨骼部位；記錄每個(gè)VOI的CTmax、CTmean、SUVmax及SUVmean值。在入組的患者中，不同部位各隨機(jī)選取30例患者，由2名測(cè)量者分別勾畫VOI，進(jìn)行組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)分析，評(píng)估測(cè)量者間可重復(fù)性。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。用變異系數(shù)(coefficient of variance, CV)評(píng)價(jià)骨骼SUV的個(gè)體間變異。采用t檢驗(yàn)比較男、女間SUV的差異。用Pearson相關(guān)分析評(píng)價(jià)SUV與年齡、體質(zhì)量、身高及CT值間的相關(guān)性，檢驗(yàn)水準(zhǔn)(α)為0.05。采用ICC檢驗(yàn)SUV參數(shù)在不同測(cè)量者間的可重復(fù)性。

圖1 頸椎至腰椎容積感興趣區(qū)(VOI)勾畫示意

2 結(jié) 果

2.1 正常脊柱及骨盆SUVmax和SUVmean的分布及CV 結(jié)果(表1)表明：ICC值分別在0.789～0.998和0.855～0.992，說明測(cè)量的SUV值具有高度可重復(fù)性，結(jié)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(gè)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(fā)現(xiàn)所測(cè)SUV值有從上往下逐漸減低的趨勢(shì)(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(cè)量值具有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(cè)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(cè)髂骨(P=0.004和0.016)的SUVmean，但差值均小于1個(gè)SUV值單位(表1)。

圖2 骨盆骨骼容積感興趣區(qū)(VOI)勾畫示意

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

表1 正常脊柱及骨盆SUV值的分布特點(diǎn)

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(zhì)量及CT值的相關(guān)性相關(guān)系數(shù)(P值)

3 討 論

隨著精準(zhǔn)醫(yī)療及分子影像的發(fā)展，定量診斷和評(píng)估腫瘤骨轉(zhuǎn)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(zhǔn)確使用。本研究測(cè)量了國人正常脊柱及骨盆的SUVmax和SUVmean分布及變異情況，結(jié)果顯示不同部位骨骼SUV值存在一定差異，提示應(yīng)用SUV值在診斷和評(píng)估腫瘤骨轉(zhuǎn)移時(shí)需根據(jù)不同部位具體分析。

前期已有相關(guān)研究分析了正常骨骼SUV值的分布特點(diǎn)[7-10]，但樣本量小、骨骼研究部位有限，且方法學(xué)上SUV測(cè)量值均需通過額外的放射源校準(zhǔn)及第三方軟件換算得到，因此難以實(shí)現(xiàn)精確定量，其操作的復(fù)雜性也不適用于日常臨床實(shí)踐。為使定量結(jié)果不受硬件設(shè)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(yīng)機(jī)架、真實(shí)反映探頭在不同位置和角度對(duì)點(diǎn)源響應(yīng)的高清弱源3D識(shí)別技術(shù)、自適應(yīng)雙線性CT進(jìn)行衰減校正以及OSCG+增強(qiáng)重建技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)、可重復(fù)的定量，更適用于臨床實(shí)踐。據(jù)報(bào)道，SPECT/CT系統(tǒng)模型實(shí)測(cè)定量偏差僅為1%[11]，而通過軟件定量的傳統(tǒng)方法所測(cè)的偏差往往大于10%，且其定量結(jié)果因隨機(jī)性而無法控制[12]。此外，本研究共入組500例患者，勾畫4 963個(gè)骨骼VOI測(cè)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(jié)果也更能反映正常骨骼SUV分布特點(diǎn)。

本研究結(jié)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(duì)應(yīng)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(gè)胸腰椎椎體，其SUVmean為4.3±0.9，SUVmax為7.1±1.5。Cachovan等[10]測(cè)量了50例患者共145個(gè)正常腰椎的SUVmean，為5.91±1.54。Beck等[5]報(bào)道正常胸腰椎的SUVmean為5.60±1.90。He等[13]報(bào)道正常腰椎SUVmax為8.3±1.2。Wang等[7]測(cè)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(jié)果均與本研究相應(yīng)骨骼部位的結(jié)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(xiàn)報(bào)道，正常腰椎[9]和骨盆[7]的SUVmax和SUVmean在男、女性人群中無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，與本研究所示脊柱及骨盆SUV在性別間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<1個(gè)SUV值單位)。

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

本研究顯示脊柱及骨盆SUV值與年齡負(fù)相關(guān)，此相關(guān)關(guān)系在多數(shù)骨骼部位統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著，推測(cè)其原因可能與隨著年齡的增長，骨鹽逐漸丟失，骨質(zhì)漸趨疏松，致使骨骼生理性攝取99mTc-MDP逐漸減少有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)骨骼SUV值與相應(yīng)部位CT值正相關(guān)的結(jié)果也佐證了上述推測(cè)。骨骼的CT值與骨密度值之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系[14]。Cachovan等[10]發(fā)現(xiàn)，正常腰椎的SUV值與年齡負(fù)相關(guān)(r=-0.385,P<0.000 1)，與CT值顯著正相關(guān)(r=0.678,P<0.000 1)，也支持本研究結(jié)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(zhuǎn)移診斷及評(píng)估的參考；不同部位骨骼SUV的分布存在一定差異，應(yīng)用SUV值診斷和評(píng)估腫瘤骨轉(zhuǎn)移時(shí)需具體部位具體分析。