SPECT-DR图像融合在骨骼系统疾病诊断中的应用

张斌青，张 敏，刘玉珂，郭会利

（河南省洛阳正骨医院 河南省骨科医院影像中心，河南 洛阳 471002）

放射性核素骨显像能反映骨骼及其病变的血流和代谢状况，能早于X线发现病变，且探查范围广。尤其是近年来，SPECT-CT图像融合的出现，实现了功能影像学和解剖影像学的有机融合，但CT扫描也增加辐射剂量［1-3］。如何减少辐射剂量，又不影响SPECT-CT的诊断效能是临床和放射工作者近年来普遍关注的问题。本研究探讨SPECT-CT、SPECTDR 2种检查方法对骨关节系统疾病诊断符合率，分析两者的差异性及诊断一致性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2009年6月至2012年12月我院骨与关节疾病患者280例，均单独应用DR、CT、SPECT检查不能明确诊断，或能明确诊断但不能对其病情作出准确评价。280例中，男176例，女104例；年龄6～82岁，平均（46.6±10.4）岁。病变发生于四肢骨168例，其中股骨29例，胫腓骨20例，足12例，肱骨23例，尺桡骨13例，手9例，髋关节22例，膝关节6例，踝关节21例，肩关节3例，肘关节5例，腕关节5例；躯干骨112例，其中骨盆及髋关节63例，椎体35例，胸骨9例，同时发生于骨盆及双下肢3例，同时发生于骨盆、椎体及胸锁关节2例。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Symbia True point系统，配低能高分辨平行孔准直器。DR检查采用柯达DR 7500数字放射成像系统。裂变型99Mo-99mTc发生器由北京原子高科股份有限公司提供。扫描前3～4 h静脉注射99mTc-MDP 740～1 110 Mbq，对ROI行SPECT断层采集，采集能峰140 keV，窗宽20%，平扫矩阵256×512，采集5 min，放大倍数1倍；断层扫描矩阵128×128，放大倍数1倍，探头旋转轨迹为自动人体轨迹，360°采集，双探头各旋转 180°，6°/帧，采集时间20 s/帧。SPECT断层采集完成后行CT扫描，110 kV，50～120 mA，层厚 1.5 mm，螺距 1，矩阵 512×512。DR检查，四肢投照条件为65 kV，35 mA；体部投照条件为80 kV，55 mA，根据图像融合需要摄取病灶正侧位片。SPECT-DR图像融合应用我院与Siemens共同研制开发的图像融合软件对同一患者的SPECT和DR图像进行配准融合。

1.3 图像分析 由3位高资历核医学诊断医师和放射学诊断医师共同阅片，分析诊断。SPECT图像显示为局部显像剂分布异常浓聚，并排除生理性摄取，判定为热区；反之如显像剂分布稀疏，则判断为冷区。DR、CT形态学检查，如病灶部位、形态、密度、大小有改变，则判断为异常。图像融合最终由3位医师共同判断，依据不同的情况制定相应的诊断和评价标准，意见不一致时，协商解决。以临床随访诊断结果为金标准。

1.4 统计学方法 采用SPSS 16.0统计分析软件，数据分析采用McNemar检验，以P<0.05表示差异有统计学意义。评价2种方法诊断的一致性用Kappa检验，K>0.75表示一致性好，K<0.4表示一致性差。

2 结果

本组患者均行SPECT-CT、SPECT-DR图像融合，满足临床诊断需要。280例中，骨肿瘤与肿瘤样病变94例，骨与关节炎症51例，缺血性骨坏死37例，骨性关节炎10例，骨骺损伤8例，足副舟骨慢性损伤7例，髋关节撞击综合征10例，强直性脊柱炎5例，人工关节置换术后假体松动26例（图1a～1c），诊断和评价骨折愈合情况22例，骨折良恶性鉴别7例，隐匿性骨折3例。

280例患者，SPECT-DR融合图像的诊断符合率为 70.36%（197/280），SPECT-CT 的诊断符合率为90.36%（253/280），差异有统计学意义（P=0.00），两者一致性较差（K=0.38）（表1）。168例病变发生于四肢骨骼，SPECT-DR融合图像的诊断符合率为88.69%（149/168），SPECT-CT 的 诊 断 符 合 率 为 91.67%（154/168），差异无统计学意义（P=0.13），两者一致性较好（K=0.77）（表2）。112例病变发生于躯干骨骼，SPECT-DR融合图像的诊断符合率为42.86%（48/112），SPECT-CT 的诊断符合率为 88.39%（99/112），差异有统计学意义（P=0.00），两者一致性较差（K=0.18）（表 3）。

表1 2种融合图像技术对280例骨与关节疾病诊断结果的比较 例

表2 2种融合图像技术对四肢骨病变诊断结果比较 例

表3 2种融合图像技术对躯干骨病变诊断结果比较 例

3 讨论

SPECT-CT图像融合技术是将功能影像与解剖影像有机融合，在一幅图像上既具备解剖信息，又具备功能信息。多项研究［1-6］显示，利用图像融合技术可灵敏发现骨与关节系统病灶，并对病灶部位的骨质代谢、血流状况作出精确评估，为临床提供更加丰富的影像信息。完成一次骨显像，其使用核素剂量为740～925 Mbq时，患者接受的有效剂量是5.92 mSv，剂量相对较小，主要考虑CT的辐射剂量［7］。由于CT图像需后处理，CT扫描为薄层扫描，患者接受的X线辐射剂量较多。在灵敏、准确诊断疾病的同时，有效降低辐射剂量越来越受到社会的关注［8-9］。DR检查简便易行、费用低廉、空间分辨力高，是骨关节系统疾病的首选检查技术，其辐射剂量远低于CT［10-14］，因此本研究尝试应用SPECT-DR图像融合技术对骨与关节疾病患者进行影像检查，评价其应用价值。该技术仅需SPECT、DR设备及相关软件即可实施，而拥有这些设备的医院远多于拥有SPECT-CT设备的医院，患者接受该检查更加便捷，费用更低廉，辐射剂量更低。

图1 男，54岁，右侧人工全髋关节假体置换术后股骨假体松动 图1a DR图像示假体周围骨质未见明显异常，未见假体移位图1b，1c 分别为SPECT-DR融合图像和SPECT-CT融合图像，示右侧股骨柄假体周围骨骼界面放射性核素异常浓聚，尤以股骨假体柄末端及股骨矩处为著，诊断为股骨假体松动，经随访证实

影像图像融合技术中，图像配准是关键问题，配准的好坏将直接影响疾病的诊断效能。目前的SPECT-CT图像融合均采用机器自带软件进行图像融合，患者同时行SPECT和CT检查，解剖配准较精确。骨关节系统属于钢体，受姿势和状态影响较小，只需2种方法检查时摆置同一体位，并参照骨关节系统的解剖标志，即可实现精准图像融合［15］。本研究中，280例患者SPECT-DR图像融合均实现了二者之间的准确、解剖匹配，保证了图像质量，不影响对疾病的诊断效能。

本研究中，SPECT-DR和SPECT-CT 2种图像融合技术的整体诊断符合率差异有统计学意义；2种技术对发生于四肢的骨关节病变诊断符合率差异无统计学意义，一致性较好；对发生于躯干的骨关节病变诊断符合率差异有统计学意义，一致性较差。分析原因，SPECT-DR图像是将SPECT图像与DR图像进行配准融合，而DR图像是一种组织器官重叠的影像，对组织器官重叠较多、解剖结构复杂的部位，如脊椎骨、骨盆等躯干骨，并不能准确判断放射性核素异常浓聚的位置，放射性核素浓聚程度较轻时判断困难，应用价值有限；而对四肢骨关节，则能准确判断核素浓聚部位和程度。另外，当病变为溶骨性骨破坏时，放射性核素的浓聚较少、程度较轻，尽管解剖图像上显示异常，但SPECT图像往往不能清楚显示异常，采用SPECT-DR图像进行诊断与临床评价较为困难，易发生漏诊和误诊［16］。而SPECT-CT融合图像中的CT扫描不受解剖部位的影响，能有效克服SPECT-DR融合图像的缺点，提高解剖结构复杂部位的骨与关节疾病的诊断准确度。

本研究结果提示，对发生于躯干骨和脊柱的病变，SPECT-DR融合图像的诊断准确性明显低于SPECT-CT，应首选SPECT-CT融合图像；对发生于四肢的骨与关节病变进行诊断、判断分期和病变活跃程度等方面，SPECT-DR融合图像具有与SPECT-CT融合图像同样的诊断效能，但前者更经济、实用，辐射剂量更低，进行图像融合检查时，应首选SPECTDR图像融合。

［1］张敏，张斌青，郭会利，等.融合图像技术在骨与关节疾病诊断中的应用价值——图像融合技术在骨与关节疾病诊断中的应用（十三）［J］. 中医正骨，2011，23（6）：20-25.

［2］孟德刚，孙晓光，黄钢，等.SPECT/CT骨显像在骨扫描诊断中的诊断价值［J］. 医学影像学杂志，2011，21（2）：274-279.

［3］ Ghosh P.The Role of SPECT/CT in skeletal malignancies［J］.Semin Musculoskelet Radiol，2014，18：175-193.

［4］ Krzhivitskii PI，Kanaev SV，Novikov SN，et al.SPECT-CT in the diagnosis of metastatic skeletal lesion［J］.Vopr Onkol，2014，60：56-63.

［5］张斌青，宋青凤，刘玉珂，等.老年人脊柱结核的影像学特点［J］.中国中西医结合影像学杂志，2014，12（2）：161-163.

［6］江勇，米岚，余大富，等.SPECT/CT对脊柱病变鉴别诊断的价值［J］. 中华核医学杂志，2011，31（4）：223-226.

［7］ 张永学.核医学［M］.北京：人民卫生出版社，2005：233.

［8］秦维昌，刘传亚，亓恒涛.重视医用X线检查低剂量成像方法学的研究［J］. 中华放射学杂志，2008，42（10）：1013-1014.

［9］夏巍，吴晶涛，尹肖睿，等.数字合成体层成像低剂量特性在骨骼系统影像学中的研究［J］.中华放射医学与防护杂志，2012，32（6）：656-659.

［10］赵静品，韩春庆，张择坤，等.DR系统在骨关节系统的应用［J］.河北医药，2009，31（12）：1470-1471.

［11］ Hamers S，Freyschmidt J，Neitzel U.Digital radiography with a large-scale electronic flat-panel detector vs.screen-film radiography：observer preference in clinical skeletal diagnostics［J］.Eur Radiol，2001，11：1753-1759.

［12］王渊恺，刘壮.核医学SPECT/CT设备的CT扫描方案优化［J］.中国医疗器械杂志，2013，37（4）：308-310.

［13］边当绒，于春英，顾志娟，等.儿童副鼻窦的16层CT低剂量扫描［J］. 中国医学计算机成像杂志，2014，20（1）：17-20.

［14］王志康，孙建忠，赵祖丹.多发伤患者住院期间X射线累积有效剂量研究［J］. 中华放射医学与防护杂志，2012，32（3）：323-325.

［15］张敏，刘玉珂，郭会利，等.单光子发射型计算机断层成像——数字透视摄影图像融合技术在骨与关节疾病诊断及病情评价中的应用价值［J］. 中医正骨，2013，25（3）：47-52.