99mTc-环丙沙星显像与CT检测急性坏死性胰腺炎继发感染的比较研究

汪建华 邵成伟 李晓栋 张建 潘桂霞 彭烨 茅娟莉 郑建明 左长京 田建明

·论著·

99mTc-环丙沙星显像与CT检测急性坏死性胰腺炎继发感染的比较研究

汪建华 邵成伟 李晓栋 张建 潘桂霞 彭烨 茅娟莉 郑建明 左长京 田建明

目的比较新型显像剂99mTc-环丙沙星显像与CT检测重症胰腺炎继发感染的价值。方法28只健康幼猪按数字表法随机分为正常组(6只)、非感染性急性坏死性胰腺炎(ANP)组(6只)、感染性ANP组(16只)。采用胰管注入牛磺胆酸钠和胰蛋白酶混合液的方法制备ANP模型。感染性ANP组于制模后2 d向胰腺组织内注射3×108个大肠杆菌，非感染性ANP组注射灭活的大肠杆菌。7 d后每只幼猪静脉注射370 MBq的99mTc-环丙沙星，给药后0.5、1、2、3、4、6 h行SPECT断层显像，0.5 h后行64层螺旋CT扫描。检查结束后处死动物，取胰腺组织行病理检查及细菌培养。比较两种影像学方法检测ANP继发感染的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值。结果正常组胰腺未见异常，细菌培养阴性；非感染性ANP组见胰腺坏死，但细菌培养阴性；感染性ANP组见胰腺坏死并感染，感染灶细菌培养均为阳性。99mTc-环丙沙星显像检测感染的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值分别为93.8%(15/16)、91.7%(11/12)、92.9%(26/28)、93.8%(15/16)和91.7%(11/12)；CT分别为12.5%(2/16)、100.0%(12/12)、50.0%(14/28)、100.0%(2/2)、46.2%(12/26)。99mTc-环丙沙星显像检测感染的敏感性、准确性、阴性预测值均显著高于CT(P值均<0.05)。结论99mTc-环丙沙星显像检测ANP继发感染优于64层螺旋CT。

胰腺炎； 感染； 放射性核素显像； 环丙沙星； 层摄影术，X线计算机

影像学是急性胰腺炎(AP)诊断中非常重要的手段，其中CT最为常用[1]。CT对于含有气泡征或已形成典型脓肿的感染灶的诊断非常有价值，但对重症急性胰腺炎(SAP)继发感染是否能敏感、准确地检出尚缺乏与病理和细菌学检查严格对照的实验研究。近年来，应用核素标记药物来鉴别感染与非感染性病变受到关注，其中99mTc-环丙沙星成为最具潜力的G+细菌靶向标记药物[2-3]。我们曾报道[4]，99mTc-环丙沙星检出SAP继发大肠杆菌感染的敏感性和特异性均较高，本研究就其较CT的优势做进一步探讨。

材料与方法

一、实验动物及分组

金山枫泾雌性幼猪(太湖种系)由第二军医大学实验动物中心提供，体重20～25 kg。按数字表法随机分为正常组(6只)、非感染性急性坏死性胰腺炎(ANP)组(6只)、感染性ANP组(16只)。采用胰管注入牛磺胆酸钠和胰蛋白酶混合液的方法制备ANP模型。感染性ANP组于制模后2 d向胰腺组织内注射3×108个大肠杆菌(第二军医大学微生物教研室提供)，非感染性ANP组注射灭活的大肠杆菌[5-6]。

二、99mTc-环丙沙星的制备及SPECT成像

环丙沙星药盒(4 mg，内含Sncl·2H2O 100～500 μg)由北京师范大学提供。99mTcO4-由上海原普同位素科技有限公司提供。环丙沙星1～2 ml与99mTcO4-(370～400 MBq)充分摇匀，室温下置15 min，1、2、3、4、6 h后采用纸层析法测放化纯度及标记率，并进行质控。标记物放化纯度>90%，标记率>90%。

接种细菌后7 d，先给猪静脉推注硫酸阿托品注射液2 mg和地塞米松5 mg，然后经无菌过滤器由猪耳缘静脉缓慢推注99mTc-环丙沙星。注药后0.5、1、2、3、4、6 h分别采用Pillips Forte 双探头SPECT扫描仪(飞利浦公司，荷兰)行上腹部断层显像。扫描参数：选用通用平行孔准直器，在140 KeV上使用15%窗位，矩阵64×64，放大倍数1.5，通过椭圆型轨道使探头贴近胸腹壁，两探头呈90°从右前斜45°向左后斜45°顺时针各旋转90°，连续采集多体位平面信息，共64帧图像，每帧采集15～20 s。采集结束后应用专门断层处理软件进行滤波反投影三维重建。

由2位核医学科医师盲法阅片。SPECT图像见胰腺内局限性边缘清晰的核素浓聚，放射活性高于周围组织的区域视为阳性，无明显放射性浓聚者为阴性，意见不一致时讨论确定。半定量分析采用感兴趣区(ROI)技术。在正常组胰腺、感染组感染灶及非感染组坏死灶区域画定相同面积的ROI，以同层面脊柱旁肌肉区域作为本底，确定ROI中像素的平均放射性计数，计算病灶/本底比值。

三、CT扫描

SPECT成像后0.5 h采用Sensation Cardiac 64层螺旋CT机(西门子公司)扫描。参数：120 kV，110 mA，层厚3 mm，准直器宽度0.6 mm。增强扫描对比剂为Ultravist 300(300 mg I/ml)，注射量1.5 ml/kg，速率2 ml/s。注射后15、35、45 s行动脉期、胰实质期和门脉期扫描。

由2位影像科医师盲法阅片。胰腺内厚壁脓腔形成或坏死区气泡征视为感染，但需排除因建模时带入的气泡，意见不一致时讨论确定。

四、病理检查、细菌培养

影像学检查后处死动物，仔细观察腹腔内情况。完整切取胰腺，观察胰腺大体变化，测量感染灶位置、大小，于感染灶抽液行细菌培养。病灶周围组织常规病理检查。由1位病理学专家盲法阅片。ANP继发细菌感染的诊断标准：符合ANP病理诊断标准，坏死区可见急性化脓性炎症；坏死区细菌培养阳性。

五、统计学分析

采用SPSS10.0统计软件处理数据，计算检出感染灶的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值。两个率的比较采用U检验。病灶/本底比值总体比较及组内各时间点比较采用双或单因素重复测量的方差分析，组间两两比较采用Bonferroni检验。P<0.05认为差异有统计学意义。

结 果

一、胰腺组织病理检查及细菌培养

正常组胰腺无异常改变，细菌培养阴性。非感染性ANP组胰腺肿胀，与周围结构粘连明显，胰腺坏死区形态不规则，呈豆腐渣样改变，伴有出血；镜下见胰腺液化性坏死，周围有炎细胞浸润及多核巨细胞聚集，未见脓细胞，间质疏松水肿伴出血，其中1例坏死灶周围见纤维肉芽组织及增生的血管，细菌培养阴性。感染性ANP组胰腺肿胀，与周围结构粘连明显，胰腺表面见皂化及感染灶，周围间隙内见渗出液，并见多发散在小气泡，其中1例感染灶导致肠穿孔，感染灶内有黄色液体流出，边缘可见完整或不完整的肉芽组织壁形成；镜下见感染灶中央呈液化性坏死，少数凝固性坏死，感染灶周围由纤维肉芽组织形成完整或不完整的壁，其内可见扩张的血管，伴大量中性粒细胞或脓细胞浸润。细菌培养均为大肠杆菌感染，其中1例混合葡萄球菌感染，1例混合链球菌感染。

二、99mTc-环丙沙星显像表现

正常组的99mTc-环丙沙星主要分布在心、血池、肾、肝、脾。胃肠道轻度显影，胰腺未见摄取，肺、骨髓分布极少。给药2 h后血液内清除，肾、肝和脾放射性分布较多，胰腺轻度显影。3 h后肝、肾、脾放射性分布明显，胰腺明显摄取(图1上a)。4 h后肝、脾放射性分布下降，肾明显显影，肌肉组织放射性逐渐清除，胰腺未见显影。6 h肾显影逐渐变淡。

非感染性ANP组均见胰腺坏死区，其中5只表现为放射性缺损(图1中a)。1只胰腺坏死区在3 h显影较明显，病灶/本底比值 2.15，误判为阳性，4～6 h后放射性浓聚逐渐减淡。

感染性ANP组15只猪的胰腺坏死区均见放射性浓聚，其中1只胰腺及周围间隙见多发斑片状浓聚灶(图1下a)，1只只显示胰腺体部直径19 mm的病灶，而未显示胰尾部直径5 mm的病灶。给药后1 h感染灶开始显影，3 h时显影最明显，边界清楚，放射性计数为(2350.25±602.35)k，感染灶/本底比值为3.36±0.33，高于其他时间点(F=99.570，P<0.05，图2)，4 h后显影逐渐变淡。1只幼猪病灶始终未见明显放射性浓聚灶，误判为阴性。

三、CT表现

正常组胰腺边界清楚，质地均匀，强化一致，未发现坏死区(图1上b)。

非感染性ANP组CT平扫示胰腺密度不均，胰腺体尾部可见不规则低密度区，增强后未见明显强化，胰腺及周围区域未见气泡征(图1中b)。

感染性ANP组平扫CT示胰腺肿胀，密度减低，实质内可见斑片状或类圆形更低密度坏死区，胰腺周围可见积液。增强后坏死区未见强化，而水肿区有强化(图1下b)。1只幼猪胰体尾部发现2处病灶，直径分别为19 mm、5 mm，增强后未见明显强化，其周可见薄壁，误诊为假性囊肿。2只(12.5%)幼猪胰腺及周围区病灶内发现气泡。均未见典型脓肿形成。

图1正常组(上)、非感染性ANP组(中)、感染性ANP组(下)幼猪胰腺的SPECT显像(a)和CT扫描(b)

图2 3组感染灶的病灶/本底比值的变化曲线

四、两种影像技术诊断的比较

以组织病理及细菌培养结果为金标准，99mTc-环丙沙星显像检测感染灶的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值、阴性预测值分别为93.8%(15/16)、91.7%(11/12)、92.9%(26/28)、93.8%(15/16)和91.7%(11/12)；CT分别为12.5%(2/16)、100.0%(12/12)、50.0%(14/28)、100.0%(2/2)、46.2%(12/26)。99mTc-环丙沙星显像检测感染的敏感性、准确性、阴性预测值均显著高于CT(P值均<0.05)，而特异性和阳性预测值差异无统计学意义。

讨 论

CT是SAP患者常用的检查手段。目前大多数AP临床诊治指南将CT作为AP首选的影像学检查手段[1-2，7]，主要用于AP的诊断、疾病严重程度的评估及明确有无并发症。本实验结果表明，64层螺旋CT可清楚显示ANP猪的胰腺形态、坏死区及胰周积液，增强扫描能很好鉴别胰腺水肿区与坏死区。但不能敏感地发现感染灶，对已经形成的胰腺脓肿灶多不能作出明确诊断。本组CT检出感染灶的敏感性仅为12.5%。坏死灶内散在小气泡是CT诊断继发感染较特异性征象，但气泡征并不常见。Brinon等[8]报道气泡征发生率仅为16%，本组为12.5%。

99mTc-环丙沙星是一种可鉴别细菌性感染和无菌性炎症的新型炎症显像剂，其原理是利用环丙沙星类抗生素能特异性地与多种G-或G+细菌的DNA螺旋酶结合，从而使99mTc标记的环丙沙星沉积于细菌感染灶内并被SPECT显像[2]。文献报道99mTc-环丙沙星显影鉴别骨关节炎症有无细菌性感染的特异性达85%～96%[8-9]。本组诊断胰腺坏死继发感染的敏感性、特异性和准确性都超过90%。该药制备简便，且感染灶/本底比值于给药后3 h在感染灶内明显浓聚，有利于临床应用[10]。

99mTc-环丙沙星SPECT显像的不足之处在于空间分辨率低，对微小病灶显示不如CT，解剖结构显示较差，不能观察胰腺坏死区形态及面积，不能发现胰腺周围积液、假性囊肿等非感染性病灶，因此不能单独用于判断胰腺炎的严重程度。此外，对感染灶的诊断中存在一定的假阳性和假阴性。本实验感染组有2个病灶假阴性，非感染组有1个病灶假阳性，提示99mTc-环丙沙星浓聚可能与坏死灶边缘肉芽组织修复以及血流灌注增多、毛细血管通透性增高有一定关系[11]。

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Detectionofsecondaryinfectionsofacutenecrotizingpancreatitis:acomparisonstudyof99mTc-ciprofloxacinscintigraphyandCT

WANGJian-hua,SHAOCheng-wei,LIXiao-dong,ZHANGJian,PANGui-xia,PENGYe,MAOJuan-li,ZHENGJian-ming,ZUOChang-jing,TIANJian-ming.
DepartmentofRadiologyandNuclearMedicine,ChanghaiHospital,SecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China

ZUOChang-jing,Email:changjing.zuo@gmail.comTIANJian-ming,Email:cjrtianjianming@vip.sina.com

ObjectiveTo evaluate99mTc-ciprofloxacin (Infecton) scintigraphy as a method for detecting secondary infections associated with ANP in swine, in comparison with CT.MethodsTwenty-eight healthy swine were randomly assigned to control group (n=6), non-infected ANP (n=6) and infected ANP group(n=16). ANP model was induced by retrograde injection of sodium taurocholate and pancreatic protease mixture into the biliary and pancreatic duct. Two days after ANP induction, swine in infected ANP group were injected with 3×108E. coli into pancreatic tissue, while swine in non-infected ANP group were injected with inactivated E. coli. At 7 d after inoculation, at 0.5, 1, 2, 3, 4, and 6 h after intravenous administration of 370 MBq of Infecton, SPECT scan was performed. Then 64-slice spiral CT scan was performed. Then swine were sacrificed, and histopathology examination and bacterial culture of pancreatic tissue were performed. The sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value and negative predictive value of the two methods to detect secondary infections were determined.ResultsThere were no abnormality in the normal pancreas and the bacterial culture was negative. There were pancreatic necrosis in the non-infected ANP group, but the bacterial culture was negative. There were pancreatic necrosis and infection in the infected ANP group and the bacterial culture was positive. The sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value and negative predictive value of the Infecton method were 93.8%(15/16), 91.7%(11/12), 92.9%(26/28), 93.8%(15/16) and 91.7%(11/12), whereas these values for CT were 12.5%(2/16), 100.0%(12/12), 50.0%(14/28), 100.0%(2/2) and 46.2%(12/26), respectively. The sensitivity, accuracy, and negative predictive value of the Infecton method were significantly higher than those in CT group (P<0.01).ConclusionsInfecton scintigraphy may be a better procedure for detecting ANP secondary infections than CT.

Pancreatitis; Infection; Radionuclide imaging; Ciprofloxacin; X-ray computed tomography

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2012.01.012

国家自然科学基金(30570535)；上海市教委曙光计划(06SG41);上海市卫生局科研基金(2007JG0069，LJ06006)；宁波市自然基金(2010A610052)

200433 上海，第二军医大学长海医院放射科(汪建华、邵成伟、李晓栋、田建明)，核医学科(张建、潘桂霞、彭烨、茅娟莉、左长京)，病理科(郑建明)；宁波市第二医院放射科(汪建华)

左长京，Email: changjing.zuo@gmail.com；田建明，Email: cjrtianjianming@vip.sina.com

2011-05-31)

(本文编辑：吕芳萍)